Il metodo di Cramer fornisce una formula diretta per le soluzioni di un sistema, usando i determinanti. È particolarmente comodo per i sistemi 2×22\times 2: basta calcolare tre determinanti e le soluzioni si leggono come rapporti.

Cramer’s method provides a direct formula for the solutions of a system, using determinants. It is especially convenient for 2×22\times 2 systems: you just compute three determinants and read off the solutions as ratios.

Il metodo di Cramer fornisce una formula diretta per le soluzioni, usando i determinanti. È particolarmente comodo per i sistemi 2×22\times 2.

Definizione — Determinante di una matrice 2×22\times 2

Dato il sistema 2×22\times 2 {a1x+b1y=c1a2x+b2y=c2\begin{cases} a_1 x + b_1 y = c_1 \\ a_2 x + b_2 y = c_2 \end{cases} il determinante della matrice dei coefficienti è: Δ=∣a1b1a2b2∣=a1b2−b1a2.\Delta = \begin{vmatrix} a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2 \end{vmatrix} = a_1 b_2 - b_1 a_2.

Il determinante è dunque un numero: si ottiene dal prodotto degli elementi sulla diagonale principale meno il prodotto di quelli sull’altra diagonale.

Collegamenti

Argomenti: Sistemi lineari
Concetti: Determinante · Sistema lineare 2x2
Competenze: Usare formule

Cramer’s method provides a direct formula for the solutions, using determinants. It is especially convenient for 2×22\times 2 systems.

Definition — Determinant of a 2×22\times 2 matrix

Given the 2×22\times 2 system {a1x+b1y=c1a2x+b2y=c2\begin{cases} a_1 x + b_1 y = c_1 \\ a_2 x + b_2 y = c_2 \end{cases} the determinant of the coefficient matrix is: Δ=∣a1b1a2b2∣=a1b2−b1a2.\Delta = \begin{vmatrix} a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2 \end{vmatrix} = a_1 b_2 - b_1 a_2.

The determinant is therefore a number: it is obtained from the product of the elements on the main diagonal minus the product of those on the other diagonal.

Connections

Topics: Linear systems
Concepts: Determinant · 2x2 linear system
Skills: Using formulae

Quando il determinante dei coefficienti è diverso da zero, il sistema ha una e una sola soluzione, che si ottiene come rapporto di determinanti.

Teorema — di Cramer

Se Δ≠0\Delta \neq 0, il sistema ha un’unica soluzione: x=ΔxΔ=∣c1b1c2b2∣Δ,y=ΔyΔ=∣a1c1a2c2∣Δ.x = \frac{\Delta_x}{\Delta} = \frac{\begin{vmatrix} c_1 & b_1 \\ c_2 & b_2 \end{vmatrix}}{\Delta}, \qquad y = \frac{\Delta_y}{\Delta} = \frac{\begin{vmatrix} a_1 & c_1 \\ a_2 & c_2 \end{vmatrix}}{\Delta}.

Per ottenere Δx\Delta_x si sostituisce nella matrice dei coefficienti la colonna della xx con la colonna dei termini noti; analogamente per Δy\Delta_y si sostituisce la colonna della yy.

Collegamenti

Argomenti: Sistemi lineari
Concetti: Determinante · Regola di cramer
Metodi: Sistemi cramer
Competenze: Risolvere sistemi · Usare formule
Persone: Gabriel Cramer

When the determinant of the coefficients is different from zero, the system has one and only one solution, obtained as a ratio of determinants.

Theorem — Cramer's

If Δ≠0\Delta \neq 0, the system has a unique solution: x=ΔxΔ=∣c1b1c2b2∣Δ,y=ΔyΔ=∣a1c1a2c2∣Δ.x = \frac{\Delta_x}{\Delta} = \frac{\begin{vmatrix} c_1 & b_1 \\ c_2 & b_2 \end{vmatrix}}{\Delta}, \qquad y = \frac{\Delta_y}{\Delta} = \frac{\begin{vmatrix} a_1 & c_1 \\ a_2 & c_2 \end{vmatrix}}{\Delta}.

To obtain Δx\Delta_x we replace, in the coefficient matrix, the column of xx with the column of the constant terms; likewise for Δy\Delta_y we replace the column of yy.

Connections

Topics: Linear systems
Concepts: Determinant · Cramer’s rule
Methods: Systems by Cramer
Skills: Solving systems · Using formulae
People: Gabriel Cramer

Vediamo la regola di Cramer applicata a un sistema numerico, con la verifica finale delle soluzioni trovate.

Esempio — Sistema 2×22\times 2 con Cramer

{2x+3y=−1−3x+y=3\begin{cases} 2x + 3y = -1 \\ -3x + y = 3 \end{cases} Si calcolano i tre determinanti: Δ=∣23−31∣=2⋅1−3⋅(−3)=2+9=11Δx=∣−1331∣=(−1)⋅1−3⋅3=−10Δy=∣2−1−33∣=2⋅3−(−1)(−3)=6−3=3\begin{aligned} \Delta &= \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ -3 & 1 \end{vmatrix} = 2\cdot 1 - 3\cdot(-3) = 2+9 = 11 \\[4pt] \Delta_x &= \begin{vmatrix} -1 & 3 \\ 3 & 1 \end{vmatrix} = (-1)\cdot 1 - 3\cdot 3 = -10 \\[4pt] \Delta_y &= \begin{vmatrix} 2 & -1 \\ -3 & 3 \end{vmatrix} = 2\cdot 3 - (-1)(-3) = 6-3 = 3 \end{aligned} Quindi: x=−1011=−1011,y=311=311x = \frac{-10}{11} = \boxed{-\frac{10}{11}}, \qquad y = \frac{3}{11} = \boxed{\frac{3}{11}}

Verifica: 2⋅(−1011)+3⋅311=−20+911=−12\cdot\bigl(-\frac{10}{11}\bigr) + 3\cdot\frac{3}{11} = \frac{-20+9}{11} = -1 ✓;   −3⋅(−1011)+311=30+311=3-3\cdot\bigl(-\frac{10}{11}\bigr) + \frac{3}{11} = \frac{30+3}{11} = 3 ✓.

Collegamenti

Argomenti: Sistemi lineari
Concetti: Determinante · Regola di cramer
Metodi: Sistemi cramer
Competenze: Calcolare · Risolvere sistemi
Persone: Gabriel Cramer

Let us see Cramer’s rule applied to a numerical system, with a final check of the solutions found.

Example — 2×22\times 2 system with Cramer

{2x+3y=−1−3x+y=3\begin{cases} 2x + 3y = -1 \\ -3x + y = 3 \end{cases} We compute the three determinants: Δ=∣23−31∣=2⋅1−3⋅(−3)=2+9=11Δx=∣−1331∣=(−1)⋅1−3⋅3=−10Δy=∣2−1−33∣=2⋅3−(−1)(−3)=6−3=3\begin{aligned} \Delta &= \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ -3 & 1 \end{vmatrix} = 2\cdot 1 - 3\cdot(-3) = 2+9 = 11 \\[4pt] \Delta_x &= \begin{vmatrix} -1 & 3 \\ 3 & 1 \end{vmatrix} = (-1)\cdot 1 - 3\cdot 3 = -10 \\[4pt] \Delta_y &= \begin{vmatrix} 2 & -1 \\ -3 & 3 \end{vmatrix} = 2\cdot 3 - (-1)(-3) = 6-3 = 3 \end{aligned} Hence: x=−1011=−1011,y=311=311x = \frac{-10}{11} = \boxed{-\frac{10}{11}}, \qquad y = \frac{3}{11} = \boxed{\frac{3}{11}}

Check: 2⋅(−1011)+3⋅311=−20+911=−12\cdot\bigl(-\frac{10}{11}\bigr) + 3\cdot\frac{3}{11} = \frac{-20+9}{11} = -1 ✓;   −3⋅(−1011)+311=30+311=3-3\cdot\bigl(-\frac{10}{11}\bigr) + \frac{3}{11} = \frac{30+3}{11} = 3 ✓.

Connections

Topics: Linear systems
Concepts: Determinant · Cramer’s rule
Methods: Systems by Cramer
Skills: Computing · Solving systems
People: Gabriel Cramer

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