Matematika / Методические указания для самостоятельной работы студентов I курса
..pdfОпределитель 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