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5. \\begin{cases} -7x_1 + 7x_2 - 2x_3 = 5, \\\\ 7x_1 - 8x_2 + 3x_3 = -6…

Question

  1. \
$$\begin{cases} -7x_1 + 7x_2 - 2x_3 = 5, \\\\ 7x_1 - 8x_2 + 3x_3 = -6, \\\\ 3x_1 - 3x_2 + x_3 = -2. \\end{cases}$$

Explanation:

Step1: 消去\(x_1\),将前两个方程相加

将第一个方程\(-7x_1 + 7x_2 - 2x_3 = 5\)和第二个方程\(7x_1 - 8x_2 + 3x_3 = -6\)相加,可得:

$$ LATEXBLOCK0 $$

Step2: 对第三个方程变形,结合\(x_3 = x_2 - 1\)消去\(x_3\)

第三个方程为\(3x_1 - 3x_2 + x_3 = -2\),将\(x_3 = x_2 - 1\)代入可得:

$$ LATEXBLOCK1 $$

Step3: 为了方便计算,可设\(x_2 = t\)(\(t\)为任意实数),表示出\(x_1\)和\(x_3\)

由\(x_1=\frac{2x_2 - 1}{3}\),\(x_3 = x_2 - 1\),当\(x_2 = t\)时:
\(x_1=\frac{2t - 1}{3}\),\(x_3 = t - 1\)
如果需要整数解,我们可以尝试找合适的\(t\)值。从\(3x_1 - 2x_2=-1\),我们可以尝试\(x_2 = 1\),则\(3x_1-2\times1=-1\),\(3x_1=1\),\(x_1=\frac{1}{3}\)不符合整数要求;再试\(x_2 = 2\),则\(3x_1-2\times2=-1\),\(3x_1 = 3\),\(x_1 = 1\),此时\(x_3=2 - 1 = 1\)。
我们来验证这个解是否满足原方程组:

  • 对于第一个方程:\(-7\times1 + 7\times2 - 2\times1=-7 + 14 - 2 = 5\),符合。
  • 对于第二个方程:\(7\times1 - 8\times2 + 3\times1=7 - 16 + 3=-6\),符合。
  • 对于第三个方程:\(3\times1 - 3\times2 + 1=3 - 6 + 1=-2\),符合。

Answer:

\(x_1 = 1\),\(x_2 = 2\),\(x_3 = 1\)(如果是求整数解的话,通解为\(

$$\begin{cases}x_1=\frac{2t - 1}{3}\\x_2 = t\\x_3 = t - 1\end{cases}$$

\),\(t\in R\))