Для того чтобы разложить вектор ( \mathbf{a} = {12, 3, -7} ) по векторам ( \mathbf{b} = {3, n, -2} ) и ( \mathbf{c} = {-2, 3, 1} ), нам нужно найти такие коэффициенты (\alpha) и (\beta), чтобы выполнялось следующее уравнение:
[ \mathbf{a} = \alpha \mathbf{b} + \beta \mathbf{c} ]
Запишем это уравнение в координатной форме:
[ {12, 3, -7} = \alpha {3, n, -2} + \beta {-2, 3, 1} ]
Это приводит нас к системе трех линейных уравнений:
- ( 12 = 3\alpha - 2\beta )
- ( 3 = n\alpha + 3\beta )
- ( -7 = -2\alpha + \beta )
Рассмотрим каждое уравнение по отдельности.
Из уравнения (3) выразим (\beta):
[ -7 = -2\alpha + \beta ]
[ \beta = -7 + 2\alpha ]
Теперь подставим это выражение для (\beta) в уравнения (1) и (2).
Подставим (\beta) в уравнение (1):
[ 12 = 3\alpha - 2(-7 + 2\alpha) ]
[ 12 = 3\alpha + 14 - 4\alpha ]
[ 12 = -\alpha + 14 ]
[ -\alpha = 12 - 14 ]
[ -\alpha = -2 ]
[ \alpha = 2 ]
Теперь подставим (\alpha = 2) в выражение для (\beta):
[ \beta = -7 + 2 \cdot 2 ]
[ \beta = -7 + 4 ]
[ \beta = -3 ]
Теперь у нас есть значения (\alpha = 2) и (\beta = -3). Подставим эти значения в уравнение (2):
[ 3 = n \cdot 2 + 3 \cdot (-3) ]
[ 3 = 2n - 9 ]
[ 3 + 9 = 2n ]
[ 12 = 2n ]
[ n = 6 ]
Таким образом, значение ( n ) равно 6. Теперь мы можем проверить, что найденные значения (\alpha = 2) и (\beta = -3) действительно удовлетворяют исходной системе уравнений.
Проверим уравнения:
( 12 = 3 \cdot 2 - 2 \cdot (-3) )
[ 12 = 6 + 6 ]
[ 12 = 12 ] (выполняется)
( 3 = 6 \cdot 2 + 3 \cdot (-3) )
[ 3 = 12 - 9 ]
[ 3 = 3 ] (выполняется)
( -7 = -2 \cdot 2 + (-3) )
[ -7 = -4 - 3 ]
[ -7 = -7 ] (выполняется)
Следовательно, значение ( n = 6 ), и разложение вектора ( \mathbf{a} ) по векторам ( \mathbf{b} ) и ( \mathbf{c} ) имеет вид:
[ \mathbf{a} = 2 \mathbf{b} - 3 \mathbf{c} ]