题目
}5x_(1)+4x_(3)+2x_(4)=3x_(1)-x_(2)+2x_(3)+x_(4)=14x_(1)+x_(2)+2x_(3)=1x_(1)+x_(2)+x_(3)+x_(4)=0
$\begin{cases}5x_{1}+4x_{3}+2x_{4}=3\\x_{1}-x_{2}+2x_{3}+x_{4}=1\\4x_{1}+x_{2}+2x_{3}=1\\x_{1}+x_{2}+x_{3}+x_{4}=0\end{cases}$,则其解为()。
A. $\begin{cases}x_{1}=1\\x_{2}=-1\\x_{3}=-1\\x_{4}=1\end{cases}$
B. $\begin{cases}x_{1}=1\\x_{2}=1\\x_{3}=-1\\x_{4}=1\end{cases}$
C. $\begin{cases}x_{1}=1\\x_{2}=1\\x_{3}=1\\x_{4}=1\end{cases}$
题目解答
答案
A. $\begin{cases}x_{1}=1\\x_{2}=-1\\x_{3}=-1\\x_{4}=1\end{cases}$
解析
本题考查线性方程组的求解,解题思路是通过消元法逐步减少方程组中未知数的个数,从而求解出各个未知数的值。
- 首先,对给定的方程组$\begin{cases}5x_{1}+4x_{3}+2x_{4}=3&(1)\\x_{1}-x_{2}+2x_{3}+x_{4}=1&(2)\\4x_{1}+x_{2}+2x_{3}=1&(3)\\x_{1}+x_{2}+x_{3}+x_{4}=0&(4)\end{cases}$进行处理。
- 为了消去$x_2$,将方程$(2)$和$(3)$相加,可得:
$(x_{1}-x_{2}+2x_{3}+x_{4})+(4x_{1}+x_{2}+2x_{3})=1 + 1$
$x_{1}-x_{2}+2x_{3}+x_{4}+4x_{1}+x_{2}+2x_{3}=2$
$5x_{1}+4x_{3}+x_{4}=2\quad(5)$ - 再用方程$(1)$减去方程$(5)$,消去$x_1$和$x_3$:
$(5x_{1}+4x_{3}+2x_{4})-(5x_{1}+4x_{3}+x_{4})=3 - 2$
$5x_{1}+4x_{3}+2x_{4}-5x_{1}-4x_{3}-x_{4}=1$
$x_{4}=1$
- 为了消去$x_2$,将方程$(2)$和$(3)$相加,可得:
- 把$x_{4}=1$代入方程$(1)$、$(2)$、$(4)$,得到新的方程组:
$\begin{cases}5x_{1}+4x_{3}+2\times1=3\\x_{1}-x_{2}+2x_{3}+1=1\\x_{1}+x_{2}+x_{3}+1=0\end{cases}$
即$\begin{cases}5x_{1}+4x_{3}=1&(6)\\x_{1}-x_{2}+2x_{3}=0&(7)\\x_{1}+x_{2}+x_{3}=-1&(8)\end{cases}$- 为了消去$x_2$,将方程$(7)$和$(8)$相加,可得:
$(x_{1}-x_{2}+2x_{3})+(x_{1}+x_{2}+x_{3})=0 + (-1)$
$x_{1}-x_{2}+2x_{3}+x_{1}+x_{2}+x_{3}=-1$
$2x_{1}+3x_{3}=-1\quad(9)$
- 为了消去$x_2$,将方程$(7)$和$(8)$相加,可得:
- 接下来求解$x_1$和$x_3$,由方程$(9)$可得$x_{1}=\frac{-1 - 3x_{3}}{2}$,将其代入方程$(6)$:
$5\times\frac{-1 - 3x_{3}}{2}+4x_{3}=1$
等式两边同时乘以$2$去分母得:
$5\times(-1 - 3x_{3})+8x_{3}=2$
$-5 - 15x_{3}+8x_{3}=2$
$-7x_{3}=2 + 5$
$-7x_{3}=7$
解得$x_{3}=-1$ - 把$x_{3}=-1$代入$x_{1}=\frac{-1 - 3x_{3}}{2}$,可得:
$x_{1}=\frac{-1 - 3\times(-1)}{2}=\frac{-1 + 3}{2}=1$ - 最后把$x_{1}=1$,$x_{3}=-1$代入方程$(8)$,可得:
$1+x_{2}+(-1)=-1$
$x_{2}=-1$