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Equazioni · Sistemi di equazioni

Discussione di un sistema di due equazioni

Due droni di sorveglianza volano lungo traiettorie rettilinee che dipendono da un parametro $v$, legato alla velocità del vento. A seconda del valore di $v$, le traiettorie si incrociano in un solo punto, sono parallele oppure coincidono. Discutere un sistema significa rispondere a questa domanda per tutti i valori possibili del parametro, senza risolvere il sistema valore per valore.

Che cosa significa «discutere»

Ricorda il significato geometrico: ogni equazione lineare è una retta nel piano cartesiano.

  • Rette incidenti (una sola intersezione): sistema determinato, una sola soluzione.

  • Rette parallele distinte: sistema impossibile, nessuna soluzione.

  • Rette coincidenti: sistema indeterminato, infinite soluzioni.

Schema che confronta risolvere un sistema concreto con discuterlo al variare di un parametro. risolvere trovare x e y per un sistema concreto discutere dire che tipo di sistema è, per ogni valore del parametro
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Discuti, in funzione del parametro $m$, il seguente sistema di equazioni lineari: $x - 2y = 3$ $mx + 4y = -6$

Discuti, in funzione del parametro $m$, il seguente sistema di equazioni lineari:

$x - 2y = 3$

$mx + 4y = -6$

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Classificare confrontando i coefficienti

Se i coefficienti possono annullarsi, conviene usare la forma equivalente senza denominatori: il sistema è determinato se e solo se $a_1b_2-a_2b_1\ne0$ (il determinante dei coefficienti non è nullo).

Schema di classificazione dei sistemi lineari di due equazioni secondo l'uguaglianza dei rapporti tra i coefficienti. a₁/a₂ ≠ b₁/b₂incidenti: determinato a₁/a₂ = b₁/b₂ ≠ c₁/c₂parallele: impossibile tre rapporti ugualicoincidenti: indeterminato

Scrivere le infinite soluzioni

Quando il sistema è indeterminato le due equazioni rappresentano la stessa retta: basta risolvere una sola equazione rispetto a una incognita. Per descrivere tutte le soluzioni si pone l'altra incognita uguale a un parametro $\lambda\in\mathbb{R}$ (si dice anche che le soluzioni sono $\infty^1$).

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Determina il valore del parametro $k$ affinché il seguente sistema sia incompatibile: $3x + ky = 5$ $6x - 4y = 2$

Determina il valore del parametro $k$ affinché il seguente sistema sia incompatibile:

$3x + ky = 5$

$6x - 4y = 2$

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Trova il valore di $a$ affinché il seguente sistema abbia infinite soluzioni. Scrivi la soluzione generale in quel caso. $2x - y = a$ $-4x + 2y = 8$

Trova il valore di $a$ affinché il seguente sistema abbia infinite soluzioni. Scrivi la soluzione generale in quel caso.

$2x - y = a$

$-4x + 2y = 8$

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Esercitati★★☆Da iniziare
Discuti il seguente sistema e, nei casi in cui sia compatibile indeterminato, esprimi le infinite soluzioni in funzione di un parametro $\lambda$: $mx + (m+1)y = m$…

Discuti il seguente sistema e, nei casi in cui sia compatibile indeterminato, esprimi le infinite soluzioni in funzione di un parametro $\lambda$:

$mx + (m+1)y = m$

$mx + 2my = 2$

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I valori critici del parametro

Diagramma che indica di studiare a parte ogni valore critico del parametro per decidere se il sistema è indeterminato o impossibile. valore «critico» del parametro studialo a parte indeterminato o impossibile?
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Trova i valori del parametro $b$ per i quali il seguente sistema è compatibile determinato: $x + by = 2$ $bx + y = 2$

Trova i valori del parametro $b$ per i quali il seguente sistema è compatibile determinato:

$x + by = 2$

$bx + y = 2$

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Dato il seguente sistema di equazioni lineari: $3x - 2y = 4$ $x + y = m$ esiste qualche valore del parametro $m$ per il quale il sistema sia incompatibile? Giustifica…

Dato il seguente sistema di equazioni lineari:

$3x - 2y = 4$

$x + y = m$

esiste qualche valore del parametro $m$ per il quale il sistema sia incompatibile? Giustifica matematicamente la tua risposta.

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Discuti, in funzione del parametro $k$, il seguente sistema di equazioni: $(k+1)x + y = 2$ $kx + (k-1)y = 1$

Discuti, in funzione del parametro $k$, il seguente sistema di equazioni:

$(k+1)x + y = 2$

$kx + (k-1)y = 1$

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La discussione nei problemi

Il parametro non è sempre una lettera «astratta»: può rappresentare un'imposta, una concentrazione o il coefficiente angolare di una traiettoria. La discussione è la stessa, ma il risultato va interpretato nella situazione concreta.

Le due equazioni del sistema dei droni, con il parametro v legato al vento. vx + 2y = 4v = vento 2x + vy = v + 2traiettorie
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Due droni di sorveglianza seguono traiettorie rettilinee descritte dal seguente sistema, dove $v$ è un parametro legato alla velocità del vento: $vx + 2y = 4$…

Due droni di sorveglianza seguono traiettorie rettilinee descritte dal seguente sistema, dove $v$ è un parametro legato alla velocità del vento:

$vx + 2y = 4$

$2x + vy = v$

Discuti per quali valori di $v$ le traiettorie dei droni si incrociano in un solo punto, sono parallele o coincidono esattamente.

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In un'indagine di mercato, le curve di offerta e domanda di un prodotto tecnologico sono date da un sistema lineare dipendente da un'imposta $t$: $2x - ty = 3$…

In un'indagine di mercato, le curve di offerta e domanda di un prodotto tecnologico sono date da un sistema lineare dipendente da un'imposta $t$:

$2x - ty = 3$

$tx + 2y = 4$

Discuti la compatibilità del sistema a seconda dei valori di $t$. Può accadere che non esista un punto di equilibrio (cioè che il sistema sia incompatibile) se $t$ è un numero reale?

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Discuti il seguente sistema di equazioni lineari in funzione dei parametri $a$ e $b$: $ax + y = b$ $x + ay = 2$

Discuti il seguente sistema di equazioni lineari in funzione dei parametri $a$ e $b$:

$ax + y = b$

$x + ay = 2$

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Torniamo all'inizio: per classificare le traiettorie dei droni al variare di $v$, confronta i rapporti dei coefficienti delle due rette: se i rapporti delle incognite sono diversi, le traiettorie si incrociano in un punto (determinato); se coincidono ma sono diversi dal rapporto dei termini noti, sono parallele (impossibile); se i tre rapporti sono uguali, le traiettorie coincidono (indeterminato). Nel nostro caso $\dfrac{v}{2}=\dfrac{2}{v}$ dà $v^2=4$, cioè $v=\pm2$: per $v\ne\pm2$ le traiettorie si incrociano in un solo punto; per $v=2$ entrambe le equazioni diventano $2x+2y=4$ e le traiettorie coincidono; per $v=-2$ si ottengono $-2x+2y=4$ e $2x-2y=0$, traiettorie parallele distinte.

In sintesi

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