Math Problem Statement

Determineu a i b per tal que els vectors (1, 1,0,a), (3,−1,b,−1), (−3,5,a,−4) ∈ R4 siguin linealment dependents. Expresseu, en aquests casos, un d’ells com a combinaci´o lineal dels altres

Solution

Per determinar els valors de aa i bb perquè els vectors v1=(1,1,0,a)\mathbf{v}_1 = (1, 1, 0, a), v2=(3,1,b,1)\mathbf{v}_2 = (3, -1, b, -1), i v3=(3,5,a,4)\mathbf{v}_3 = (-3, 5, a, -4) siguin linealment dependents, cal que el determinant de la matriu formada per aquests vectors sigui zero.

Procediment:

  1. Organitzem els vectors com files d’una matriu:

    1 & 1 & 0 & a \\ 3 & -1 & b & -1 \\ -3 & 5 & a & -4 \end{pmatrix}.$$
  2. Els vectors són linealment dependents si i només si: det(M)=0.\det(M) = 0.

  3. Calculem el determinant de MM:

    1 & 1 & 0 & a \\ 3 & -1 & b & -1 \\ -3 & 5 & a & -4 \end{vmatrix}.$$

Determinant per expansió de la primera fila:

-1 & b & -1 \\ 5 & a & -4 \end{vmatrix} - 1 \cdot \begin{vmatrix} 3 & b & -1 \\ -3 & a & -4 \end{vmatrix} + 0 \cdot \begin{vmatrix} 3 & -1 \\ -3 & 5 \end{vmatrix} - a \cdot \begin{vmatrix} 3 & -1 & b \\ -3 & 5 & a \end{vmatrix}.$$ ### Expansió dels menors determinants: #### Primer determinant: $$\begin{vmatrix} -1 & b & -1 \\ 5 & a & -4 \end{vmatrix} = (-1)(a)(-4) + b(5)(-1) + (-1)(5)(-4) - (-1)(a)(-1) - b(5)(-1) - (-1)(5)(b).$$ #### Seguir expandint fins obtenir l’equació final.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Linear Dependence
Matrices
Determinants
Vector Spaces

Formulas

\det(M) = 0

Theorems

Condition for linear dependence: Determinant of the matrix formed by vectors must be zero

Suitable Grade Level

Grades 11-12