Faits : A. Par jugement du 4 décembre 2018, le Tribunal criminel de l'arrondissement de l'Est vaudois a libéré A._ des accusations de tentative de contrainte, tentative de contrainte sexuelle et tentative de viol, l'a condamné pour extorsion qualifiée, contrainte, contrainte sexuelle et viol à une peine privative de liberté de quatre ans, sous déduction de 470 jours de détention avant jugement, a constaté qu'il avait été détenu durant 27 jours dans des conditions de détention illicites dans des cellules de la police et ordonné que 14 jours soient déduits de la peine précitée, à titre d'indemnisation, a constaté qu'il avait été détenu durant 207 jours dans des conditions de détention illicites à la prison D._ et ordonné que 69 jours soient déduits de la peine précitée, à titre d'indemnisation, a ordonné son maintien en exécution anticipée de peine, a prononcé son expulsion du territoire suisse pour une durée de huit ans et a pris acte pour valoir jugement de la convention passée entre A._, B._ et C._. B. Par jugement du 4 juin 2019, la Cour d'appel pénale du Tribunal cantonal vaudois a admis très partiellement l'appel formé par A._ et a admis partiellement celui du ministère public. Elle a réformé le jugement attaqué en ce sens qu'elle a libéré A._ de l'accusation de tentative de contrainte, l'a condamné pour extorsion qualifiée, contrainte, tentative de contrainte sexuelle, contrainte sexuelle, tentative de viol et viol à une peine privative de liberté de sept ans, sous déduction de 470 jours de détention avant jugement. Pour le surplus, elle a confirmé le jugement attaqué et a ordonné l'expulsion de A._ pour une durée de cinq ans. En résumé, elle a retenu les faits suivants: B.a. En juillet 2016, A._ a fait la connaissance de B._ par l'intermédiaire du site internet E._, sur lequel il disposait d'un faux profil. Il lui a demandé des photographies d'elle nue. B._ a d'abord refusé de lui en donner, avant de céder devant l'insistance de son interlocuteur et de lui envoyer une première fois des clichés d'elle dénudée. A une date indéterminée, les deux protagonistes se sont rencontrés et ont entretenu une première relation sexuelle consentie. Par la suite, A._ a de nouveau pris contact avec B._, et lui a dit qu'il voulait faire l'amour avec elle. Insistant, il l'a menacée à plusieurs reprises de publier les photos compromettantes d'elle sur Facebook, de les envoyer à sa famille, à ses collègues de travail ou à toutes les personnes de F._ et des environs si elle ne cédait pas. Entre l'été 2016 et l'hiver 2016-2017, à plusieurs reprises, B._ a rejoint A._ sur un parking à G._. A ces occasions, ils se sont rendus, au moyen du véhicule de A._, dans une forêt à proximité. A cet endroit, dans la voiture, A._ a, à trois reprises à tout le moins, contraint B._, toujours sous la menace de voir diffuser les clichés d'elle dénudée qu'elle lui avait adressés, à lui prodiguer des fellations, ou d'autres caresses à caractère sexuel, et à entretenir avec lui des rapports sexuels vaginaux, sans protection. Entre les mois de juin et d'août 2017, A._, après avoir créé un nouveau faux profil Facebook, a recontacté sa victime, en exigeant de nouvelles photographies, ainsi que des vidéos, toujours en la menaçant de publier celles en sa possession. Devant ces menaces, B._ a encore une fois cédé et lui a envoyé trois nouvelles photos ainsi que trois vidéos. A._, toujours selon le même procédé, a exigé de sa victime qu'elle entretienne des relations sexuelles avec lui. Il a ainsi imposé deux relations sexuelles complètes. La première a eu lieu dans la chambre d'un hôtel à F._, tandis que la seconde s'est à nouveau déroulée dans le véhicule de l'intéressé. Durant toute la période durant laquelle les protagonistes ont été en contact, A._ a demandé de pratiquer des actes de sodomie sur elle, ce à quoi il a renoncé en raison du refus de B._. Par ailleurs, à compter du mois de juillet 2016, A._ a demandé à B._ de lui donner de l'argent, faute de quoi il publierait sur internet toutes les images compromettantes ou afficherait celles-ci dans les rues de F._. B._ lui a remis une somme totale de 1'400 fr. en plusieurs fois. B.b. A compter du mois de septembre 2016, A._ a contacté C._, par l'intermédiaire du réseau social Facebook par le biais d'un faux profil. Au fil des conversations, il a demandé à son interlocutrice de lui adresser des clichés d'elle nue, ce qu'elle a accepté de faire. Lorsqu'il a informé C._ qu'il lui avait envoyé de fausses photos de lui, celle-ci lui a alors dit de l'oublier et d'effacer les photographies qu'elle lui avait transmises. Dès cet instant, A._ a menacé C._ de divulguer les photos à sa famille si elle n'acceptait pas de le rencontrer et d'avoir un rapport sexuel avec lui. Elle a d'abord refusé avant de finir par céder en raison de l'insistance de A._ et de ses menaces. Les deux protagonistes se sont rencontrés pour la première fois sur le parking de la Coop, à H._, en octobre 2016. C._ est montée dans le véhicule de A._, celui-ci l'a conduite dans la forêt, puis il lui a demandé d'entretenir un rapport sexuel, en indiquant qu'en échange, il effacerait les photos qu'elle lui avait envoyées. Une fois les photos effacées devant elle, C._ a d'abord refusé de se plier à la demande de A._. Celui-ci a alors affirmé qu'il pouvait récupérer les photographies et qu'il les publierait. La jeune fille a alors cédé, en échange de la promesse qu'il effacerait par la suite toutes les photos. En décembre 2016 ou en janvier 2017, A._ a contraint C._ à subir un deuxième rapport sexuel complet, dans des circonstances similaires à la première fois, outre que cette dernière a également dû prodiguer une fellation au prévenu. A la fin du mois de janvier 2017, une rencontre à encore eu lieu entre les deux protagonistes, lors de laquelle C._ s'est pliée aux exigences de A._ par crainte de voir diffuser les photos intimes d'elle. Au cours de cette relation sexuelle, C._ a pleuré, si bien que A._ s'est retiré et a affirmé à celle-ci que ce serait la dernière fois. Le 2 février 2017, A._ a, par messages, encore tenté de contraindre C._ à lui donner son numéro de téléphone ou à entretenir d'autres rapports sexuels vaginaux et anaux avec lui en menaçant à nouveau de diffuser les photos d'elle ou de s'en prendre à elle physiquement, à ses amis ou à son fiancé. C._, qui se trouvait au moment de la réception des menaces chez une amie, a parlé de ce qui s'était passé à celle-ci. L'époux de l'amie, qui connaissait A._, l'a contacté et lui a intimé l'ordre de laisser C._ tranquille, ce que A._ a fait. C. Contre ce dernier jugement, A._ dépose un recours en matière pénale devant le Tribunal fédéral. Il conclut, principalement, à la réforme du jugement attaqué en ce sens qu'il est libéré des accusations de tentative de contrainte, tentative de contrainte sexuelle, tentative de viol, extorsion qualifiée, contrainte sexuelle et viol, et qu'il est condamné pour contrainte et extorsion à une peine privative de liberté compatible avec le sursis complet. A titre subsidiaire, il demande l'annulation du jugement attaqué et le renvoi de la cause à la cour cantonale pour nouvelle décision. En outre, il sollicite l'assistance judiciaire et demande sa mise en liberté. La cour cantonale a renoncé se déterminer sur le recours. Le Ministère public vaudois et les intimées ont déposé des déterminations, qui ont été communiquées au recourant. Celui-ci n'a pas répliqué.