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列運算與解空間

線性代數 高中概念

建議先備: 聯立方程組、空間中的平面

調整參數 收合參數 點開後向下滑動以調整

參數方程

一列是一條方程式,也是一張平面。三列聯立

的公共解,就是三張平面的交集:一個點、一條直線,或空集合。

本頁的列運算只做一件事:第三列加上第一列的 倍, 從 到 。

交換兩列只會對調兩張平面;把一列乘上非零倍數,平面完全不動。這兩種不另外做成控制。

三組起始方程式的前兩式都是 、,所以它們的交線(圖上的白線)固定是 。金色平面是第三式。它和第一式的交線也畫成金色:與白線分開時是虛線,和白線重合時改成實線。

  • 唯一解:。三平面交於點 。
  • 一條直線:。第三張平面含住整條白線。
  • 無解:。第三張平面的轉軸與白線平行,沒有公共點。

互動說明

  • 唯一解:切換到三平面交於一點的方程組
  • 一條直線:切換到三平面的交集是整條白線的方程組
  • 無解:切換到三平面沒有公共點的方程組
  • 第三列係數 k:調整 ,第三列改成原來的第三列加上 倍第一列。金色平面繞著它和第一式的交線轉動,白線與公共解留在原地

觀察重點

  • 第三列加上第一列的倍數之後,第三張平面仍含著它與第一張平面原來的交線,所以金色平面是繞那條線轉動。
  • 白線是前兩式的交線,不參與這次運算。唯一解是白線上的同一個點;整條白線都是解時,金色平面含住白線;無解時,金色平面的轉軸與白線平行,兩者不相交。
  • 三張平面的交集在運算前後是同一個集合:點留在原處,直線還是那一條,空集合仍然是空的。

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