- •Матрицы
- •Определение: Матрицей называется
- •Классификация матриц
- •5.Квадратная матрица называется треугольной, если все элементы, расположенные по одну сторону от главной
- •Элементарные преобразования матриц
- •Действия над матрицами
- ••Операция умножения двух матриц вводится только для случая, когда число столбцов первой матрицы
- •Свойства произведения матриц
- •Определители. Ранг матрицы.
- •Определитель n-го порядка.
- •Минор элемента аik
- •Алгебраическое дополнение Aik
- •Свойства определителей.
- •3. Общий множитель всех элементов одной строки (столбца) м.б. вынесен за знак D.
- •5. Если элементы какой-либо строки (столбца) состоят из двух слагаемых, то определитель равен
- ••Рангом матрицы А называется наивысший порядок отличного от нуля минора этой матрицы.
- •Пример.
- •Свойства ранга матрицы
- •Решение систем линейных уравнений.
- •Невырожденные матрицы
- •Матричный метод решения системы
- •Алгоритм решения систем линейных уравнений матричным методом
- •Формулы Крамера
- •Алгоритм решения систем линейных уравнений по формулам Крамера
- •6.Вычисляем определитель 2 и находим вторую неизвестную по формуле:
- •Решение систем линейных уравнений методом Гаусса
- ••Система уравнений называется совместной, если она имеет хотя бы одно решение, и несовместной,
- •Решить систему (несовместную) методом Гаусса
Решение систем линейных уравнений.
Матричный метод. Формулы Крамера.
Невырожденные матрицы
•Квадратная матрица А называется невырожденной, если определитель не равен нулю. В противном случае матрица А называется вырожденной.
•Матрицей, союзной к матрице А, называется матрица
|
А11 |
А21 |
... |
Аn1 |
|
|
|
|
А12 |
А22 |
... |
Аn2 |
|
* |
|
|
||||
А |
|
|
... |
... ... |
|
|
|
... |
|||||
|
|
А |
А |
... |
A |
|
|
|
|
||||
|
|
1n |
2n |
|
nn |
|
Где Аik - алгебраическое дополнение элемента аik данной матрицы А.
Матричный метод решения системы
Матричная запись системы
a11 x1 a1n xn b1 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
n1 |
x |
a |
nn |
x |
n |
b |
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
n |
|
||||
a11a12...a1n |
|
|
x1 |
|
b1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
a |
|
...a |
|
|
|
x2 |
|
b2 |
||
A a |
|
|
; |
Х |
|
; |
В |
: |
||||
|
21 22 |
|
2n |
|
|
: |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
am1am2...amn |
|
|
x |
|
|
b |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
m |
.
Вматричном виде: АХ = В, где
А- основная матрица системы;
Х – матрица-столбец переменных; В – матрица-столбец свободных членов.
Если А – невырожденная, т.е. ∆ ≠ 0 и А имеет единственную А-1 , то
А-1 АХ = А-1В, т.е.
Х = А-1В – решение системы уравнений
Алгоритм нахождения А-1
•1) det А ≠ 0
•2) составить для А союзную матрицу А*
•3) умножить А* на 1/∆ → А-1
Алгоритм решения систем линейных уравнений матричным методом
1. Составляем матрицы А, В и Х
2.Вычисляем определитель матрицы А
3.Находим обратную матрицу А-1
4.Находим решение системы уравнений по формуле:
Х=А-1В
1
A 31
x |
|
Пример |
2 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2x |
2 |
x |
|
|
||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
x |
|
|
2x |
|
6 |
|
|
||||
3x |
|
2 |
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||||
|
|
2x |
|
2x |
|
5 |
|
|
||||||
x |
2 |
3 |
|
|
||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
||
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
, B |
|
|
, X |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 x2
x
3
* |
|
2 |
2 |
|
3 |
|
|
|
4 |
3 |
5 |
|
; |
||
A |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
det A 1 ;
|
|
2 |
2 3 |
|||
A 1 |
|
|
4 |
3 |
5 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
7 |
|
|
|
|
|
2 |
2 3 |
2 |
|
2 ( 2) 2 6 ( 3) 5 |
|
|
1 |
||||||
|
|
3 |
5 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
1 |
|
X 4 |
|
|
|
4 ( 2) 3 6 ( 5) 5 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
5 |
4 |
7 |
|
|
5 |
|
|
5 ( 2) ( 4 ) 6 7 5 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формулы Крамера
Если определитель системы n линейных уравнений с n неизвестными D≠0, то система совместна и имеет единственное решение, выражаемое по следующим формулам:
x D1 |
; |
x |
2 |
|
D2 |
; ... |
x |
n |
|
Dn |
|
|
|
|
|||||||||||
1 |
D |
|
|
|
D |
|
|
|
D |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dn – это определитель, который получается из определителя
системы путем замены только n-го столбца столбцом свободных коэффициентов системы.
Алгоритм решения систем линейных уравнений по формулам Крамера
• |
1. Составляем матрицы А, В, Х |
|
|
• |
2. Вычисляем определитель матрицы А. |
||
• |
3. Составляем определитель 1 |
путем замены |
|
|
первого столбца в матрице А на вектор-столбец |
||
• |
матрицы В |
|
|
4.Вычисляем определитель 1 и находим первую |
|||
|
неизвестную по формуле: |
|
|
|
x |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
5. Составляем определитель 2 путем
замены второго столбца в матрице А на вектор-столбец матрицы В
6.Вычисляем определитель 2 и находим вторую неизвестную по формуле:
x2 2
7. Составляем определитель 3 путем замены
третьего столбца в матрице А на вектор-столбец матрицы В 8. Вычисляем определитель 3 и находим третью
неизвестную по формуле:
x3 3