Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

инд. задание 1

.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
11.02.2015
Размер:
1.44 Mб
Скачать

.

3. а) ; б) .

4. .

5. 6. .

7. ; ; ; .

Варіант 24

1. ; . 2. ;

.

3. а) ; б) .

4..

5.

6. .

7. ; ; ; .

Варіант 25

1. ; 2. ;

.

3. а) ; б) .

4.. 5. 6. .

7. ; ; ; .

Варіант 26

1. ; . 2. ;

.

3. а); б) .

4..

5. 6. .

7. ; ; ; .

Варіант 27

1. ; . 2. ;

.

3. а) ; б) .

4. . 5.

6. .

7. ; ; ; .

Варіант 28

1. ; . 2. ;

.

3. а) ; б) .

4. .

5. 6. .

7. ; ; ; .

Варіант 29

1. ; . 2. ;

.

3. а) ; б) .

4. .

5. 6. .

7. ; ; ; .

Варіант 30

1. ; . 2. ;

.

3. а) ; б) .

4..

5.

6. .

7. ; ; ; .

Зразок виконання індивідуального завдання з теми

“Елементи лінійної та векторної алгебри”

Приклад 1. Дано дві матриці та . Знайти: а) ; б) ; в) .

Розв’язок. а) Знайдемо спочатку та множенням кожного елемента матриць на відповідний множник:

, ,

а їх сума знаходиться поелементно, тобто додаються елементи з однаковими номерами:

.

б) Множення матриці (вимірності ) на матрицю (вимірності ) можливо, коли кількість стовпців першої матриці дорівнює кількості рядків другої. Елементи матриці , яка є добутком на , знаходимо за формулою:

,

де ;

.

Отже, маємо:

.

в) Знайдемо спочатку визначник квадратної матриці за правилом трикутника:

.

Оскільки визначник матриці не дорівнює нулю, то для неї існує обернена матриця , яка знаходиться за формулою:

,

де – алгебраїчні доповнення елементів транспонованої матриці .

Алгебраїчні доповнення знаходяться за формулою:

,

де – мінори елементів .

Запишемо транспоновану матрицю , для якої далі знайдемо алгебраїчні доповнення, та одержимо обернену матрицю :

.

;

; ;

; ; ;

; ; .

.

Перевіримо правильність її знаходження. Відомо, що та , де – одинична матриця. Дійсно,

,

аналогічно, .

Приклад 2. Знайти визначник : а) розклавши його за елементами другого рядку; б) методом ефективного зниження порядку.

Розв’язок. а) Обчислимо визначник, розклавши його за елементами 2-го рядку

.

; ; ; .

.

б) Користуючись основними властивостями визначників, можна звести обчислення визначника 4-го порядку до обчислення лише одного визначника 3-го порядку (замість чотирьох), якщо всі елементи будь-якого рядка (стовпця), крім одного, зробити рівними нулю – “метод ефективного зниження”.

Отримаємо нулі, наприклад, у третьому стовпці. Перший рядок залишимо без зміни. До елементів другого рядку додамо відповідні елементи першого, помножені на 3. До елементів третього рядку додамо відповідні елементи першого, помножені на 2. До елементів четвертого рядку додамо відповідні елементи першого.

можна й далі, користуючись цим методом, знижувати порядок визначника до 2-го і навіть до 1-го:

.

Приклад 3. Розв’язати систему рівнянь : а) матричним способом; б) за формулами Крамера; в) методом Жордану – Гаусса.

Розв’язок. Перевіримо сумісність даної системи за теоремою Кронекеру – Капеллі, для чого, користуючись методом нулів та одиниць, знайдемо ранг матриці системи та ранг розширеної матриці:

.

Таким чином, , система сумісна та має єдиний розв’язок.

а) Розв’язок системи матричним методом виконується за формулою:

.

Знайдемо обернену матрицю системи:

;

;

.

Тобто розв’язок системи: , і . Перевіримо правильність розв’язання, для чого підставимо знайдені корені, наприклад, у друге рівняння системи:

, .

б) За формулами Крамера (тут – визначник матриці системи, – визначник, який утворюється з визначника системи в результаті заміни -го стовпця на стовпець правих частин ).

; ; ;

знаходимо: ; ; .

в) Суть методу Жордану – Гаусса полягає в послідовному виключенні невідомих з усіх рівнянь окрім одного, провідного, і в приведенні системи до “трикутного вигляду”.

Коефіцієнти при невідомих, вільні члени та суми усіх коефіцієнтів кожного рядка (останній контрольний стовпчик таблиці) запишемо у таблицю Гаусса:

1

1

3

0

5

2

-1

2

3

6

-1

-2

-1

1

-3

Нехай провідним стовпцем буде стовпець при , а провідним елементом буде (його взято в рамку), коефіцієнт при невідомій в цьому випадку дорівнює одиниці і тому не треба робити додаткових обчислень. Після перетворень маємо:

1

1

3

0

5

0

-3

-4

3

-

4

0

-1

2

1

2

Для контролю правильності перетворень просумуємо елементи кожного рядка, які стоять у перших чотирьох стовпцях, і порівняємо з елементом у останньому стовпці. Якщо вони співпадають, усі перерахування зроблено правильно.

1

1

3

0

5

0

1

4/3

-1

4/3

0

-1

2

1

2

1

0

5/3

1

11/3

0

1

4/3

-1

4/3

0

0

10/3

0

1

0/3

1

0

5/3

1

11/3

0

1

4/3

-1

4/3

0

0

1

0

1

1

0

0

1

2

0

1

0

-1

0

0

0

1

0

1

Отже , , . Як бачимо, незалежно від методу розв’язання, одержано той самий результат.

Приклад 4. Перевірити на сумісність систему рівнянь

і у разі сумісності розв’язати її.

Розв’язок. Перевіримо на сумісність дану систему рівнянь:

.

1

-2

-1

1

0

0

-2

-3

2

0

0

1

-1

0

9

11

-3

1

0

0

1

-1

-16

-18

2

2

1

-1

0

1

23

28

1

-2

-1

1

0

0

-2

-3

0

4

2

-1

-1

0

13

17

0

-5

-3

3

1

-1

-22

-27

0

6

3

-3

0

1

27

34

1

-2

-1

1

0

0

-2

-3

0

-1

-1

2

0

-1

-9

-10

0

-5

-3

3

1

-1

-22

-27

0

6

3

-3

0

1

27

34

1

-2

-1

1

0

0

-2

-3

0

5

2

-1

0

0

18

24

0

1

0

0

1

0

5

7

0

6

3

-3

0

1

27

34

1

0

-1

1

2

0

8

11

0

0

2

-1

-5

0

-7

-11

0

1

0

0

1

0

5

7

0

0

3

-3

-6

1

-3

-8

1

0

1

0

-3

0

1

0

0

0

-2

1

5

0

7

11

0

1

0

0

1

0

5

7

0

0

-3

0

9

1

18

25

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]