[Algebra] Risolvere i sistemi di equazioni lineari con radicali per coefficienti

Es.260 pag.114

Risolvere il seguente sistema di equazioni lineari con radicali per coefficienti:

\begin{cases} \sqrt2 x-\sqrt3 y=2 \\ 2\sqrt3 x-2\sqrt2 y=-2\end{cases}

In generale quando i coefficienti dei sistemi di equazioni lineari sono rappresentati da dei radicali, è conveniente usare il metodo di Cramer.
Prima di iniziare con lo svolgimento dell’esercizio, ripassiamo un attimo come si applica questo metodo.

Consideriamo il seguente sistema lineare di equazioni:

\begin{cases} a_1x+b_1y=c_1 \\ a_2x+b_2y=c_2\end{cases}

Scriviamo ora i coefficienti del sistema in una tabella (matrice):

\begin{vmatrix} a_1 & b_1 & c_1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \end{vmatrix}

A questo punto utilizziamo le matrici e calcoliamo il determinante della matrice dei coefficienti (D); il determinante dell’incognita x (Dx) e il determinante dell’incognita y (Dy).

Il determinante della matrice dei coefficienti (D) si calcola eliminando la colonna dei termini noti e moltiplicando i coefficienti nel modo che segue, ottenendo:

D=\begin{vmatrix} a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2 \end{vmatrix}

D=a_1\cdot b_2-a_2\cdot b_1

Partendo dal determinante della matrice dei coefficienti (D), il determinante dell’incognita x (Dx) si calcola eliminando la colonna dei coefficienti delle x e mettendo al suo posto i termini noti e moltiplicando i coefficienti nel modo che segue, ottenendo:

Dx=\begin{vmatrix} c_1 & b_1 \\ c_2 & b_2 \end{vmatrix}

Dx=c_1\cdot b_2-c_2\cdot b_1

Partendo sempre dal determinante della matrice dei coefficienti (D), il determinante dell’incognita y (Dy) si calcola eliminando la colonna dei coefficienti delle y e mettendo al suo posto i termini noti e moltiplicando i coefficienti nel modo che segue, ottenendo:

Dy=\begin{vmatrix} a_1 & c_1 \\ a_2 & c_2 \end{vmatrix}

Dy=a_1\cdot c_2-a_2\cdot c_1

A questo punto possiamo ricavare la x e la y come segue:

x=\frac{Dx}{D}

y=\frac{Dy}{D}

Dopo questa breve premessa possiamo ritornare alla nostra equazione e svolgerla usando il metodo di Cramer:

\begin{cases} \sqrt2 x-\sqrt3 y=2 \\ 2\sqrt3 x-2\sqrt2 y=-2\end{cases}

Calcolo il determinante della matrice dei coefficienti (D):

D=\begin{vmatrix} \sqrt2 & -\sqrt3 \\ 2\sqrt3 & -2\sqrt2 \end{vmatrix}

D=\sqrt2\cdot (-2\sqrt2)-[2\sqrt3\cdot (-\sqrt3)]

D=-4+6=2

Calcolo il determinante dell’incognita x (Dx):

Dx=\begin{vmatrix} 2 & -\sqrt3 \\ -2 & -2\sqrt2 \end{vmatrix}

Dx=2\cdot (-2\sqrt2)-[-2\cdot(-\sqrt3)]

Dx=-4\sqrt2-2\sqrt3

Calcolo il determinante dell’incognita y (Dy):

Dy=\begin{vmatrix} \sqrt2 & 2 \\ 2\sqrt3 & -2 \end{vmatrix}

Dy=-2\sqrt2-4\sqrt3

Ora possiamo calcolare x e y:

x=\frac{Dx}{D}=\frac{-4\sqrt2-2\sqrt3}{2}

x=\frac{\cancel{2}(-2\sqrt2-\sqrt3)}{\cancel{2}}

x=-2\sqrt2-\sqrt3

y=\frac{Dy}{D}=\frac{-2\sqrt2-4\sqrt3}{2}

y=\frac{\cancel{2}(-\sqrt2-2\sqrt3)}{\cancel{2}}

y=-\sqrt2-2\sqrt3

Quindi il risultato finale è :

\begin{cases} x=-2\sqrt2-\sqrt3 \\ y=-\sqrt2-2\sqrt3\end{cases}

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