Giải bài 1.15 trang 23 Chuyên đề học tập Toán 10 – Kết nối tri thức

Đề bài

Giải các hệ phương trình sau:

a) $\left\{ \begin{array}{l}x + y + z = 6\\x + 2y + 3z = 14\\3x - 2y - z =  - 4\end{array} \right.$

b) $\left\{ \begin{array}{l}2x - 2y + z = 6\\3x + 2y + 5z = 7\\7x + 3y - 6z = 1\end{array} \right.$

c) $\left\{ \begin{array}{l}2x + y - 6z = 1\\3x + 2y - 5z = 5\\7x + 4y - 17z = 7\end{array} \right.$

d) $\left\{ \begin{array}{l}5x + 2y - 7z = 6\\2x + 3y + 2z = 7\\9x + 8y - 3z = 1\end{array} \right.$

Lời giải chi tiết

a) Dùng máy tính cầm tay, giải hệ pt ta được nghiệm$(x;y;z) = (1;2;3)$

b) Dùng máy tính cầm tay, giải hệ pt ta được nghiệm$(x;y;z) = \left( {\frac{{79}}{{55}}; - \frac{{178}}{{165}};\frac{{32}}{{33}}} \right)$

c) Dùng máy tính cần tay, ta biết phương trình có vô số nghiệm.

Ta tìm tập nghiệm bằng phương pháp Gauss:

$\left\{ \begin{array}{l}2x + y - 6z = 1\\3x + 2y - 5z = 5\\7x + 4y - 17z = 7\end{array} \right.$

Nhân phương trình thứ nhất với 2 và cộng với phương trình thứ hai theo từng vế tương ứng, ta được hệ phương trình:

$\left\{ \begin{array}{l}2x + y - 6z = 1\\7x + 4y - 17z = 7\\7x + 4y - 17z = 7\end{array} \right.$

Nhận thấy phương trình thứ hai và thứ ba của hệ giống nhau. Như vậy ta được hệ tương đương

$\left\{ \begin{array}{l}2x + y - 6z = 1\\7x + 4y - 17z = 7\end{array} \right.$

Nhân phương trình thứ nhất với -3 rồi cộng với PT thứ hai theo từng vế tương ứng ta được:

$\left\{ \begin{array}{l}2x + y - 6z = 1\\x + y + z = 4\end{array} \right.$

Nhân phương trình thứ hai với -2 rồi cộng với PT thứ nhất theo từng vế tương ứng ta được:

$\left\{ \begin{array}{l} - y - 8z =  - 7\\x + y + z = 4\end{array} \right.$

Từ phương trình thứ nhất, ta có: $y =  - 8z + 7$

Thay vào phương trình thứ hai, ta được: $x - 8z + 7 + z = 4 \Rightarrow x = 7z - 3$

Vậy tập nghiệm của hệ phương trình đã cho là $S = \{ (7z - 3; - 8z + 7;z)|z \in \mathbb{R}\}$

d) Dùng máy tính cần tay, ta biết phương trình vô nghiệm.

Ta kiểm tra lại bằng phương pháp Gauss:

$\left\{ \begin{array}{l}5x + 2y - 7z = 6\\2x + 3y + 2z = 7\\9x + 8y - 3z = 1\end{array} \right.$

Nhân phương trình thứ hai với 2 rồi cộng với phương trình thứ nhất theo từng vế tương ứng, ta được:

$\left\{ \begin{array}{l}9x + 8y - 3z = 20\\2x + 3y + 2z = 7\\9x + 8y - 3z = 1\end{array} \right.$

Từ phương trình thứ nhất và thứ ba ta suy ra $20 = 1$ (Vô lí).

Vậy phương trình đã cho vô nghiệm.