Это задание относится к математике, а именно к разделу линейной алгебры и решению систем линейных уравнений. Давайте решим данную систему методом Гаусса — Жордана.
Шаг 1: Записать матрицу коэффициентов и вектор-столбец правой части
Сначала записываем расширенную матрицу системы:
\[ \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & | & 0 \\ 2 & 3 & 4 & | & 0 \\ 2 & 1 & 1 & | & 1 \\ 2 & 2 & 3 & | & 1 \end{pmatrix} \]
Шаг 2: Привести матрицу к ступенчатому виду
Преобразуем первый столбец:
- Умножим первую строку на 2 и вычтем из второй:
\[ \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & | & 0 \\ 0 & -1 & -2 & | & 0 \\ 2 & 1 & 1 & | & 1 \\ 2 & 2 & 3 & | & 1 \end{pmatrix} \]
- Для третьей и четвёртой строк проделаем аналогичное:
\[ \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & | & 0 \\ 0 & -1 & -2 & | & 0 \\ 0 & -3 & -5 & | & 1 \\ 0 & 0 & -1 & | & 1 \end{pmatrix} \]
Шаг 3: Преобразовать матрицу к диагональному виду
Сначала преобразуем второй столбец:
- Умножим вторую строку на (-1):
\[ \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & | & 0 \\ 0 & 1 & 2 & | & 0 \\ 0 & -3 & -5 & | & 1 \\ 0 & 0 & -1 & | & 1 \end{pmatrix} \]
- Теперь прибавляем к третьей строке вторую, умноженную на 3:
\[ \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & | & 0 \\ 0 & 1 & 2 & | & 0 \\ 0 & 0 & 1 & | & 1 \\ 0 & 0 & -1 & | & 1 \end{pmatrix} \]
- К четвертой строке прибавляем третью:
\[ \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & | & 0 \\ 0 & 1 & 2 & | & 0 \\ 0 & 0 & 1 & | & 1 \\ 0 & 0 & 0 & | & 2 \end{pmatrix} \]
Шаг 4: Проверка на совместимость и решение системы
На данном этапе мы заметили, что в результате последнего преобразования элемент в крайнем правом нижнем углу матрицы составляет 2, что означает, что система несовместна, так как один из уравнений является противоречивым. Следовательно, данная система уравнений не имеет решений.