Скачиваний:
1
Добавлен:
28.05.2022
Размер:
223.63 Кб
Скачать

ТР 1.1 ОФ) по теме «Решение систем линейных алгебраических уравнений».

«Задание».

Часть(1) Для каждой из систем №1 И (2 или 3) :

1.1

Записать для СЛАУ матричное уравнение, матрицу и расширенную матрицу системы. 2 балла

1.2

Решить систему методом полного исключения с указанием используемых равносильных преобразований.

! X

 

Записать множество её решений: AX B X {X }

4 балла

 

 

 

 

 

 

1.3

Если СЛАУ имеет бесконечное множество решений, привести пример X*

одного из решений и

доказать, что приведенный пример является решением системы: AX*=B?

2 балла

Для системы №1 записать символически последовательность равносильных преобразований, использованных

в 1.2 : А4

I4= [{SIK( ); PIK; MI(

)}] A4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 балла

 

 

зачёт > 8 баллов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимум 8∙2=16 баллов

 

 

 

 

Часть (2) Систему №1 решить с помощью формул Крамера. максимум 10 баллов

 

зачёт > 5 баллов

 

 

 

Пример выполнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 1.

M=3, N=3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 2 x2 3x3 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x3

32 A X

 

 

 

 

 

 

 

 

; X

x2

 

; B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 4 x1 5x2

B : A

4

5

6

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

7 x 9 x

 

8x

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 9 8

 

 

 

 

x

 

 

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

x2

x3

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PM

 

1

 

 

2

3

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

5

6

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

9

8

 

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2 1(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

x2

 

x3

 

 

B

 

 

 

x1

 

x2

 

 

x3

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

(

1

)

1

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

14

 

 

C2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

5

 

6

 

 

32

 

 

M

2

0

 

3 1 6 2

24 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S3 1(7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

9

 

8

 

 

 

49

 

 

 

0

 

5

 

 

13

 

 

 

 

 

49

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 2)

 

 

 

 

x

 

 

x

2

 

 

 

x

3

 

 

B

 

 

 

 

 

 

x1

x2

 

x3

B

 

 

 

x1 1,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S13 (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

(5)

 

 

 

 

1

 

 

0

 

 

1

 

2

 

 

 

 

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

2, ! X

 

2

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

2

 

8

 

S

( 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1 0

2

 

 

 

 

x

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

`1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

M

 

(

 

 

)

 

 

0

 

 

 

0

3 1

 

9 3

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

1

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I3 stop!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г Ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3

 

A3

I 3

 

I3 = [{SIK}M3(-1/3) M2(-1/3)} ]A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат:

 

 

 

A X B ! X [1; 2;3]T

I3 = [{SIK}M3(-1/3) M2(-1/3)} ]A

 

 

 

Пример 2.M=3, N=3

 

x1 2 x2 3x3 4

 

 

 

 

 

A3 X 3 x1 B3 x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

6x2

 

7 x3

8

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1

5x1

 

 

 

5

6

7

 

 

 

 

10x

 

 

11x

 

12

 

 

 

A

 

 

9 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

10

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

x2

x3

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2 1(5)

 

 

 

 

PM

1

 

 

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

 

1

 

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 6 7

8

 

 

M 2

(

 

)

 

0

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 10 11

12

 

 

S3 1( 9)

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

x2

 

x3

 

 

 

B

 

 

 

 

x1

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

S1 2 (2)

 

 

 

1

 

0

 

 

 

 

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S3 2 (8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

| I 2

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3

x*

1

X *

 

1

 

: A X *

 

5

 

6

 

7

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

10

11

 

 

 

 

 

 

x1

x2

x3

B

 

x1

 

4

; PM

1

2

3

4

; X

x2

; B

8

5

6

7

8

 

 

x3

 

12

 

9

10

11

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

x3

 

B

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

1

 

 

 

 

 

4 1

8 2

 

12 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

8

16

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

~

 

 

x 2 x

 

 

 

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

2

x2 3 2 x3 X {

3 2 x3

 

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 R

 

 

2

3

 

 

x3 R

 

 

 

 

 

 

stop !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1 2 3 4

 

ч.т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

5 6 7 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

9 10 11 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат:

 

A X B X {[ 2 a; 2 2a; a]T , a R};

X * 1,1,1 T .

Пример 3.

M=4, N=4

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 3x2 2 x3 3x4 5

 

 

X B ; X | x ; x ; x ; x

 

|T ; B | 5; 1; 9; 48 |T

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x3 2 x4 1

 

 

 

 

3

3

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 0 x2

 

 

 

 

3

0

3

 

2

 

 

1.1

 

 

3x2 11x3 10 x4 9

 

 

 

 

 

9 x1

 

A

9

3

11 10

 

;

9 x 18x

 

12 x

 

18x

 

48

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

 

 

 

 

9 18 12 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

x2

 

x3

 

x4

 

B1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

2

 

3

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PM

 

3

 

0

 

 

3

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

3

11

10

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

18

 

12

18

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Метод Гаусса: приведение матрица А к треугольному виду, т.е. последовательное обнуление всех под-/над-диагональных элементов

1 шаг

x

x

2

x

3

x

4

B

2 шаг

x

x

2

x

3

x

4

B

 

 

1

 

 

 

1

1

 

 

 

1

S21 (1)

3

3 2

3

5

S12 ( 1)

3

3 2

3

5

 

 

0

3 1

1

6

 

0

3 1

1

6

S31 ( 3)

0

6

5 1

6

S32 (2)

0

0

3

3

6

S

(3)

0

9

6

9

33

S42 (3)

0

0

9

6

15

 

41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 шаг

x1

x2

x3

x4

S43(3)

3

3

2

3

 

3

 

 

 

0

1

1

 

0

0

3

3

 

0

0

0

3

| U 4 [{Sik } ]A |

! X [ 2,2,1, 1]T

B

 

Метод

3x

 

5

3x

2

2 x

3

3x

4

x

2

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5

 

Гаусса

3x

2

6

x

3

x

4

x

2

2

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

6 x

 

1

 

 

6

 

 

3x

3

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3 x

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DET (U 4 ) ( 3) ( 3)( 3)(3) 81 DET [{Sik } ]A

DET ( A) 81 0

Г

1.3 A4 U4 U4 = [{SIK}}]A

Результат: A X B ! X [ 2; 2;1; 1]T U4 = [{SIK}} ]A4

Соседние файлы в папке Матрицы и СЛАУ