Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПланыПЗ_Математ_036401.pdf
Скачиваний:
38
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
942 Кб
Скачать
☆

Найти произведение матриц

4

1.2.3.(1, −1, 0, 3) 12 ;

0

 

 

1 −4 0

0

2

2

 

1.2.5.

 

2

0

1

 

 

−2

3

 

 

;

 

 

 

−1

 

 

4

3

1

 

 

2

−1 1

 

 

 

 

 

 

 

3

1.2.7.2 −1 −1 −1 ;

3 2 1 2

Найти обратную матрицу A−1

 

 

2

−1

 

0

 

 

−3

 

 

1.2.4.

 

3

0

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

4

1

−2

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

−1 0

 

 

1.2.6.

 

1

0 −1 2

 

3

0 1

 

;

 

2 −3 0 1

 

 

4

1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.8.

 

0

1

 

−7 1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

0

.

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

для матрицы A:

 

1

−1 0

 

−1 2

0

 

 

3 2 1

 

2

0

1

 

;

 

2

3

2

 

;

 

2 1 3

 

1.2.9. A =

 

1.2.10. A =

 

1.2.11. A =

.

 

−4 0

0

 

 

 

0

1

 

 

 

 

1 3 2

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

Найти ранг матрицы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 2

0 1

 

 

 

1

−2 −1

3

 

 

4

1

1

 

 

 

 

 

 

1

−1 0

 

1.2.12.

 

1

3

1 3

 

;

1.2.13.

 

−1

2 1

−3

 

;

1.2.14.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

1

 

 

 

3

−1 1 2

 

 

 

 

3

−6 −3

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

9

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Решение систем линейных алгебраических уравнений.

1.3.1. Типовые примеры

Пример 1.3.1. Решить систему двух линейных уравнений по методу Кра-

мера

1,4x + 2,1y = 0,7 ,0,3x − 5,2 y = 5,8 .

Решение. Вычислим определители

10

=

 

 

1,4

 

2,1

 

 

= −7,28 − 0,63 = −7,91,

 

 

 

0,3 −5,2

 

 

 

 

 

 

x =

 

0,7

2,1

 

 

= −3,64 −12,18 = −15,82,

 

 

 

 

5,8 − 5,2

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

 

1,4

 

0,7

 

=8,12 − 0,21

= 7,91.

 

 

 

 

 

 

0,3

5,8

 

 

 

 

 

Найдем решение системы по формулам Крамера

 

 

x = −15,82

= 2, y =

7,91

 

= −1.

 

 

 

 

 

 

 

−7,91

 

 

 

−7,91

Пример 1.3.2. Решить систему трех линейных уравнений методом Краме-

ра

x − y + z = 4,

3x − z = 5,

x − 3y + 2z = 7.

Решение. Вычислим четыре определителя

 

 

 

 

 

 

 

1 −1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 −1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

3

 

 

0 −1

 

= −5,

 

x =

 

5

0 −1

 

= −10,

 

1 − 3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

7 − 3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1 −1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

 

3 5 −1

 

= 5,

 

z =

 

3 0 5

 

= −5.

 

 

 

 

1

7

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1 − 3

7

 

 

 

 

Найдем решение системы по формулам Крамера

 

x =

−10

= 2,

 

 

y =

5

= −1,

z =

−5

=1.

−5

 

 

−5

−5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 1.3.3. Решить систему линейных уравнений матричным методом

x + y + z = 4,

2x + z = 9,

2x + 3y − 2z = −15.

Решение. Решим систему уравнений матричным методом. Запишем три матрицы

11

 

 

 

 

1 1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

2 0 1

 

 

 

 

 

X =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

A =

,

 

 

 

 

y

,

 

B =

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−15

 

 

 

 

 

 

 

2 3 −2

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

и систему уравнений в матричной форме AX = B.

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем определитель матрицы A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

=

 

1 1

 

 

1

 

 

 

 

= 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3 −2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как

 

A

 

≠ 0, то матрица невырожденная. Найдем обратную матрицу.

 

 

Вычислим алгебраические дополнения всех элементов матрицы A и со-

ставим из них матрицу A и ее транспонированную

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 6

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 5

 

1

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

5 −4 −1

 

,

 

 

 

T

 

 

=

 

6 −4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 −1 −2

 

 

Запишем обратную матрицу в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

5

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

5

 

 

 

1

 

 

 

 

3

9

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

−1

=

 

6 −4

1

 

=

 

2

−

4

 

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

3

9

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 −1

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

−

1

−

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

9

 

 

 

 

Найдем решение системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

5

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 9 9

 

 

 

 

 

4

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X = A

−1

B =

 

2

 

 

 

−

4 1

 

 

 

 

 

9

 

=

 

−3

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

9

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−15

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

9

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, x = 2,

 

y = −3,

 

z = 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Пример 1.3.4. Решить систему линейных уравнений методом Гаусса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − y − z = 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x + 2 y + z = 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + y + 2z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Составим расширенную матрицу

 

системы, добавив к основ-

A

ной матрице A столбец свободных членов. Затем с помощью элементарных

преобразований приведем матрицу

 

к треугольному виду

 

A

 

 

 

 

1 −1 −1

 

2 1 −1 −1

 

2 1 −1 −1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2 1

 

5

 

 

0 5 4

 

 

 

 

 

 

 

 

0 15 12

 

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 2

 

5

 

0 3 4

 

 

 

1

0 15 20

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 −1 −1

 

2

1 −1 −1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 15 12

 

−3

 

 

0 5 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

−1 = B .

 

 

 

 

0 0 8

 

8

 

 

0 0 1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим число решений системы. Для этого найдем ранг основной

матрицы rA = 3 , ранг расширенной матрицы

r

 

= 3 . Следовательно, система

A

имеет решение, согласно теореме Кронекера-Капелли. Так как число неизвестных n = 3 , а значит rA = rA = n , то система имеет единственное решение. Для

этого запишем систему, соответствующую матрице B и решим ее, получим

x − y − z = 2,

 

x = 2,

 

 

 

5y + 4z = −1,

y = −1,

 

 

 

z =1.

 

z =1.

Пример 1.3.5. Решить систему линейных уравнений методом Гаусса

x + y + z =1,2x + 3y + 4z = 5,x − z = −2.

Решение. Составим расширенную матрицу A и приведем ее к треугольному виду

13