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

Matematika / Методические указания для самостоятельной работы студентов I курса

..pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
206.13 Кб
Скачать

Определитель системы = (A) = 14 6= 0. В этом случае можно найти обратную матрицу A 1 в виде:

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

1

 

A11

A21

A31

C

 

A 1

=

 

 

A12

A22

A32

;

 

 

 

(A)

B A13

A23

A33

 

 

 

 

 

@

 

 

A

 

где Aij – алгебраическое дополнение элемента aij определителя (A). Aij = ( 1)i+j Mij, где Mij – минор элемента aij определителя (Aij), а именно, – определитель, получаемый из определителя вычёркиванием i-й строки и j-rо столбца, на пересечении которых расположен элемент aij.

Имеем

3 2

= 7,

A12 =

4 2

 

= 10,

A13 =

4 3

= 1,

A11 =

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A21

 

 

 

 

 

2 1

 

= 7,

A22 =

 

1

 

1

 

 

 

 

 

6,

 

A23

 

 

 

 

1 2

 

= 5,

=

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

=

 

 

=

 

 

4 3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A31

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

A33

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

= 0, A32

=

 

 

 

 

 

 

 

= 2,

=

 

3 2

 

=

 

4.

 

 

 

 

 

2 1

 

 

 

 

 

3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда, обратная

матрица

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A 1 =

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

6

 

2

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

B

 

7

 

 

 

7

 

0

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

1

 

 

 

5

4

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение системы матричным способом имеет вид

X = A 1 B;

0 1

x1

где X = B x C – матрица неизвестных;

@2 A

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b1

1 – матрица свободных членов, здесь B =

0

8

1,

 

 

B =

0 b2

10

 

 

 

B b3

C

 

 

 

 

 

 

 

B

4

C

 

 

A 1

@

A

 

 

 

 

 

 

 

@

 

A

 

 

 

обратная матрица.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда

 

 

 

10 6 2

10 10 1 =

14 0

10 8 6 10 + 2 4

1 =

0 x2

1 = 14 0

x1

 

1

 

7 7 0

8

 

1

 

7

8 + 7 10 + 0

4

 

B x3

C

 

 

B

1 5 4

CB 4

C

 

 

B

1 8 + 5 10 4 4

C

 

 

 

@

 

A

@

 

A@

A

@

 

 

 

 

 

A

01 0 1

 

1

 

14

 

 

 

1

 

 

=

@

28

A

=

@

2

A

:

 

14

B

42

C

 

B

3

C

5354.ru

11

Таким образом, x1 = 1, x2 = 2, x3 = 3.

3. Решим систему методом Гаусса (методом последовательного исключения неизвестных). Для этого выпишем расширенную матрицу системы

A =

0

3

2

1

10

1

:

 

B

1

2

1

8

C

 

 

4

3

2

4

 

 

@

 

 

 

 

A

 

Будем последовательно приводить матрицу A к треугольному виду с помощью элементарных преобразований.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-й шаг: 1-ую строку матрицы A умножим на “-3” и сложим со 2-й стро-

кой, и 1-ую строку матрицы A умножим на “-4” и сложим с 3-й строкой.

Имеем

A = 0 3 2 1

 

10 1 0 0 4 2

 

14 1

 

 

 

 

 

:

 

 

 

B

1

2

1

 

 

8

 

1

 

2

1

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

4 3 2

 

4

C B 0 5 6

 

28 C

 

 

 

 

@

 

 

 

 

 

 

A

@

 

 

 

 

 

 

 

 

A5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-й шаг: 2-ую строку полученной матрицы умножим на “

 

” и сложим с

4

3-й строкой. Имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

0 0

 

4

2

 

14 1

0 0 4 2

 

14 1:

 

 

 

 

 

 

1

 

2

1

 

8

 

B

1

2

1

 

 

 

 

8

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

5

6

 

 

28

0 0

 

7

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

B

 

 

 

C

B

 

 

 

C

 

 

@

 

 

 

 

 

 

A

@

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получили треугольную матрицу, которой соответствует следующая систе-

ма:

 

14x2

 

22x3 = 14

 

 

8

 

 

 

>

x

 

+ 2x

+ x3

= 8

 

 

 

7

 

21

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

 

 

 

x3

=

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

>

2

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этой системы находим x

 

= 3. Подставляя най-

Из последнего уравнения :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

денное значение x3 = 3 во второе уравнение

4x2 2 3 = 14;

находим x2 = 2. Подставляя найденные значения x3 и x2 в 1-е уравнение, имеем

x1 + 2 2 + 3 = 8:

Отсюда x1 = 1.

Таким образом, x1 = 1, x2 = 2, x3 = 3.

5354.ru

12

Выполним проверку полученного решения. Подставляя найденные значения x1; x2; x3 в уравнение системы

8

> 1 + 2 2 + 3 = 8

<

3 1 + 2 2 + 1 3 = 10

>

: 4 1 + 3 2 2 3 = 4

Приходим к тождеству.

5354.ru

13