ax+y+z+t=1 (A)
x+ay+z+t=-1 (B)
x+y+az+t=-1 (C)
x+y+z+at=1 (D)
En calculant (A)-(B) on obtient ax+y-x-ay=2 donc x(a-1)-y(a-1)=2 donc (a-1)(x-y)=2 (1)
En calculant (B)-(C) on obtient ay+z-y-az=0 donc y(a-1)-z(a-1)=0 donc (a-1)(y-z)=0 (2)
En calculant (C)-(D) on obtient az+t-z-at=-2 donc z(a-1)-t(a-1)=-2 donc (a-1)(z-t)=-2 (3)
En calculant (A)-(C) on obtient ax+z-x-az=2 donc x(a-1)-z(a-1)=2 donc (a-1)(x-z)=2 (4)
En calculant (B)-(D) on obtient ay+t-y-at=-2 donc y(a-1)-t(a-1)=-2 donc (a-1)(y-t)=-2 (5)
En calculant (A)-(D) on obtient ax+t-x-at=0 donc x(a-1)-t(a-1)=0 donc (a-1)(x-t)=0 (6)
De (1), (3), (4) et (5) il ressort l'impossibilité si a=1. 0 solution. (Evident puisque si a=1, on a à la fois x+y+z+t=1 et x+y+z+t=-1)
Si a différent de 1
(2) ---> y-z=0 donc y=z
(6) ---> x-t=0 donc x=t
(1) ---> x-y = 2/(a-1) donc y = x- 2/(a-1) (Remarque : (4) ---> x-z= 2/(a-1), or z=y donc x-y=2/(a-1)
(3) ---> z-t= -2/(a-1) or z=y et t=x donc y-x=-2/(a-1)
(5) ---> y-t=-2/(a-1) or t=x donc y-x=-2/(a-1) donnent le même résultat)
En reportant dans (A)
ax+x- 2/(a-1) + x- 2/(a-1) +x =1 donc ax+3x - 4/(a-1) =1 donc x(a+3)=1+4/(a-1) donc x(a+3)= (a-1+4)/(a-1) donc x(a+3)=(a+3)/(a-1)
Si a est différent de -3, x=1/(a-1)
y=x- 2/(a-1) donc y= 1/(a-1)- 2/(a-1) donc y= -1/(a-1) ---> y=-x
z=y et t=x donc z= -1(a-1) et t=1/(a-1)
La solution du système est (x,y,z,t)=(1/(a-1),-1/(a-1),-1/(a-1),1/(a-1))
Si a=-3 x est indéterminé
(A) ---> -3x+y+z+t=1 donc -3x+y+y+x=1 donc -2x+2y=1 donc y=x+1/2
Une infinité de solutions (x,y,z,t) de la forme (n, n+1/2, n+1/2 , n)
Je vous laisse le soin de vérifier sur des exemples