質問<527>
「「連立一次方程式」」
日付 2001/6/25
質問者 tetsuya


x,y,z,u,vを未知数とする連立一次方程式

x +y -2z +u +3v = 1
2x +3y -4z +3u +9v = 3
x -2y -2z -2u -6v = k
x +y -z +u +v = 1

が解を持つようにkの値を定め、そのときの解を
すべて求めよ。

という問題なのですが、k=-2 と出て
そのあとx,y,z,u,vが求められません・・・
よろしくお願いします。

お返事(武田)
日付 2001/6/26
回答者 武田


掃き出し法で求めると、
左辺の係数を書きだし、仕切の右に右辺を書くと、
|1  1 -2  1  3 | 1 |……①
|2  3 -4  3  9 | 3 |……②
|1 -2 -2 -2 -6 | k |……③
|1  1 -1  1  1 | 1 |……④

②-①×2=⑤
|1  1 -2  1  3 | 1 |……①
|0  1  0  1  3 | 1 |……⑤
|1 -2 -2 -2 -6 | k |……③
|1  1 -1  1  1 | 1 |……④

③-①=⑥
|1  1 -2  1  3 | 1 |……①
|0  1  0  1  3 | 1 |……⑤
|0 -3  0 -3 -9 |k-1|……⑥
|1  1 -1  1  1 | 1 |……④

④-①=⑦
|1  1 -2  1  3 | 1 |……①
|0  1  0  1  3 | 1 |……⑤
|0 -3  0 -3 -9 |k-1|……⑥
|0  0  1  0 -2 | 0 |……⑦

①-⑤=⑧
|1  0 -2  0  0 | 0 |……⑧
|0  1  0  1  3 | 1 |……⑤
|0 -3  0 -3 -9 |k-1|……⑥
|0  0  1  0 -2 | 0 |……⑦

⑥+⑤×3=⑨
|1  0 -2  0  0 | 0 |……⑧
|0  1  0  1  3 | 1 |……⑤
|0  0  0  0  0 |k+2|……⑨
|0  0  1  0 -2 | 0 |……⑦

⑨と⑦を入れ替えて
|1  0 -2  0  0 | 0 |……⑧
|0  1  0  1  3 | 1 |……⑤
|0  0  1  0 -2 | 0 |……⑦
|0  0  0  0  0 |k+2|……⑨

⑧+⑦×2=⑩
|1  0  0  0 -4 | 0 |……⑩
|0  1  0  1  3 | 1 |……⑤
|0  0  1  0 -2 | 0 |……⑦
|0  0  0  0  0 |k+2|……⑨

もとに戻して、
x-4v=0
y+u+3v=1
z-2v=0
0=k+2

したがって、
k=-2

{x=4v
{y=1-u-3v
{z=2v
{u=任意
{v=任意

※式の係数がどこか間違っていませんか?