Comencemos por el sistema de dos ecuaciones con tres incógnitas:
x - y + z = 0
2x + 3y - z = 3
mantenemos la primera ecuación y sustituimos la segunda por la suma de ambas ecuaciones y queda:
x - y + z = 0
3x + 2y = 3, de aquí despejamos: x = 1 - (2/3)y,
sustituimos en la primera ecuación y queda:
1 - (2/3)y - y + z = 0, de aquí podemos despejar: z = - 1 + (5/3)y;
luego, tenemos que el sistema es compatible indeterminado (tiene infjnitas soluciones), que podemos expresarlas:
x = 1 - (2/3)y
y ∈ R
z = - 1 + (5/3)y.
Luego, pasamos al ejercicio.
a) Observa que para que se mantengan las soluciones al agregar la tercera ecuación, tenemos que ésta tiene las infinitas soluciones que hemos expresado, por lo que tenemos:
x + my + 4z = - 3, sustituimos expresiones y queda:
( 1 - (2/3)y) + my + 4(-1 + (5/3)y) = - 3, distribuimos agrupamientos y queda:
1 - (2/3)y + my - 4 + (20/3) y = - 3, reducimos términos semejantes y queda:
- 3 + (6 + m)y = - 3, hacemos pasaje de término y queda
(6 + m)y = 0, planteamos que el coeficiente es igual a cero (observa que tenemos una igualdad entre moniomios) y queda:
6 + m = 0, hacemos pasajes de términos y queda:
m = - 6.
Luego, el sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas queda:
x - y + z = 0
2x + 3y - z = 3
x - 6y + 4z = - 3,
observa que la tercera fila es igual a la resta del triple de la primera con la segunda fila.
b) Planteamos:
x + y + z = 6, sustituimos expresiones a partir de la solución general remarcada y queda:
(1 - (2/3)y) + y + (-1 + (5/3)y) = 6, distribuimos agrupamientos y qeda:
1 - (2/3)y + y - 1 + (5/3)y = 6, cancelamos términos opuestos, reducimos términos semejantes y queda:
2y = 6, hacemos pasaje de factor como divisor y queda:
y = 3;
luego reemplazamos en la solución general remarcada y queda:
x = 1 - (2/3)(3) = 1 - 2 = - 1
y = 3
z = - 1 + (5/3)(3) = - 1 + 5 = 4.
Espero haberte ayudado.