木工、电工、油漆工互助装修:工资分配问题及线性代数求解
现有一个木工,一个电工和一个油漆工,三人相互同意彼此装修他们自己的房子,在装修之前,他们达成了如下协议:(1)每人总共工作10天(包括给自己家干活在内);(2)每人的日工资根据一般的市价60~80元之间;(3)每人的日工资数应使得每人的总收入与总支出相等.表1是他们协商后制定出的工作天数的分配方案,如何计算出他们每人应得的工资?/n/n表1/n 工 种/n 天 数/t木 工/t电 工/t油漆工/n在木工家的工作天数/t2/t1/t6/n在电工家的工作天数/t4/t5/t1/n在油漆工家的工作天数/t4/t4/t3/n/n提示:1.建立线性代数方程组描述问题,以x1表示木工的日工资;x2表示电工的日工资;x3表示油漆工的日工资.根据协议中每人总支出与总收入相等的原则,分别考虑木工、电工及油漆工的总收入和总支出,木工的日工资为x1,则木工的10个工作日总收入为10x1,而木工、电工及油漆工三人在木工家工作的天数分别为:2天,1天,6天,则木工的总支出为2x1+x2+6x3.于是木工的收支平衡关系可描述为:2x1+x2+6x3=10x1.依照上面木工收支平衡关系建立的过程,试建立描述电工,油漆工各自的收支平衡关系的另外两个等式,以补充完善成描述实际问题的三个方程的方程组./n/n2.整理描述收支平衡关系的三个等式为三元一次齐次线性方程组,写出齐次方程组的系数矩阵如下:/n/n3.在Matlab环境下输入A,键入/n/n其中aij为矩阵A的元素具体数据.利用RowReduce[A]求解线性方程组的解./n/n4.若你所填写上面A的的第一行第三列元素数据为a13,第二行第三列元素为a23根据齐次方程组基础解系的理论,在(2)中的列出齐次方程组的通解可以表示为内容:通解为$$/begin{pmatrix}x_1//x_2//x_3/end{pmatrix}=a_{13}/begin{pmatrix}-1//1//0/end{pmatrix}+a_{23}/begin{pmatrix}-3//0//1/end{pmatrix}$$其中$a_{13}$和$a_{23}$为任意常数。
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