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

Kretov_vse

.pdf
Скачиваний:
133
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

нату решения. Этот процесс продолжаем до тех пор, пока не получим решение в виде набора координат. В случае а) получим единственный набор, в случае б) будет таких наборов бесконечно много.

Замечание 1. Для того чтобы однородная система n линейных уравнений (с n неизвестными) имела ненулевое решение необходимо и достаточно, чтобы ранг r ее основной матрицы был меньше числа n неизвестных, или ее определитель ∆ был равен нулю.

Пусть дана однородная система линейных уравнений:

a

x

+ a

x

2

+... + a

 

x

n

 

= 0,

 

 

11 1

 

12

 

1n

 

 

 

 

 

a21 x1 + a22 x2

+... + a2n xn

= 0,

(1.2.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.............................................

 

a

m1

x

+ a

m2

x

2

+... + a

mn

x

n

= 0,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

или в матричной форме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АХ= 0.

 

 

 

 

 

 

(1.2.10)

Положим r = r (A). Пусть общее решение системы (1.2.9) записано в виде:

x

(x

r+1

,..., x

n

)

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

x

r

(x

r +1

,..., x

n

)

(1.2.11)

X =

 

 

 

,

 

 

 

 

xr +1

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где x1, …, xr — главные переменные, xr+1, …, xn — свободные переменные. Выберем n – r решений системы (1.2.9), получен-

ных из общего решения следующим образом: одно из значений свободных переменных полагается равным 1, а остальные — равными0:

31

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

x

(1,0,...,0)

x

(0,1,...,0)

x

(0,0,...,1)

 

1

...

 

 

1

...

 

 

1

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

r

(1,0,...,0)

 

x

r

(0,1,...,0)

 

x

r

(0,0,...,1)

 

 

 

1

 

 

0

 

 

0

 

X1 =

 

 

,

X2 =

 

, …, Xn-r =

 

.

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

...

 

 

 

...

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти решения называются фундаментальной системой решений однородной системы (1.2.9).

Любое решение Х системы (1.2.9) может быть единственным способом представлено в виде

X = α1X1 + … + αn – rXn – r,

(1.2.12)

где α1, …, αn – r — некоторые числа.

Общее решение системы (1.2.2) может быть представлено в виде суммы общего решения системы (1.2.10) и какого-то одного (частного) решения системы (1.2.2).

бДСДзаь

Исследовать системы линейных уравнений, для совместных систем найти общее и одно частное решение:

111.

x − x

 

= −1,

x

+ x

 

= 3,

 

 

 

x + x

 

= 3,

 

1

 

2

 

 

 

112. 1

 

2

 

113.

1

2

 

 

2x1 + x2 = 7.

x1 − x2 = −1.

 

 

2x1 + 2x2 = 0.

114.

 

x

− x

 

=1,

 

 

 

x + x

 

+ x

 

= 3,

 

 

 

1

 

 

 

2

 

115.

1

 

2

 

3

 

 

 

 

2x1 − 2x2 = 2.

 

 

2x1 + 2x2 + 2x3 = 6.

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

116.

 

x

− x

 

=1,

117.

2x + 2y = 5,

x + y =1,

 

1

 

2

 

 

118.

 

2x1 − 2x2 = 5.

 

 

6x + 4y =10.

x + y = 2.

119.

2x + 2y = 2,

120.

3x + 2y =12,

3x − 2y = 4,

 

3x + 3y

= 3.

 

121.

 

 

 

 

4x − y = 5.

6x − 4y = 9.

122.

2x − y + 5z = 0,

 

2x −5y =11,

 

 

 

 

− 7z = 0.

 

123.

 

 

3x − 4y

 

x + 6y = −3.

124.

3x −5y +1 = 0,

 

3x − 2y = 2,

2x −3y = 4,

 

 

 

 

 

0.

125.

126.

 

7x + 3y +17 =

 

9x − 6y = 6.

4x − 6 y = 7.

x1 + x2 + x3 = 3, 127. 2x1 − x2 + x3 = 2,x1 + 4x2 + 2x3 = 5.

x1 + x2 − x3 = 0, 129. 8x1 + 3x2 − 6x3 = 0,4x1 − x2 + 3x3 = 0.

x1 + x2 = 3, 131. − 2x1 + 3x2 = 0,

− 2x1 − 4x2 =1.

− x + y −3z = 5,

133.3x − y − z = 2,2x + y −9z = 0.

3x − y + 2z = 0,

128.4x −3y + 3z = 0,x + 3y = 0.

4x −3y + 2z = 9,

130.2x + 5y −3z = 4,

5x + 6y − 2z =18.

3x + 4y + 2z = 8,

132.2x − 4y −3z = −1,x + 5y + z = 0.

2x − y − z = 0,

134.3x + 4y − 2z = 0,3x − 2y + 4z = 0.

33

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

2x −3y = −2,

x + 2y = 2,5,

135. −2x −4y = −5,

23x −33y = −2 3.

3x − y + 2z = 2,

 

 

4x −3y +3z = 3,

136.

x +3y = 0,

 

 

5x +3z = 3.

 

 

2x − x + 3x −5x =1,

 

 

 

1

2

 

3

 

4

 

 

 

137.

 

 

x1 − x2 −5x3 = 2,

 

 

 

 

3x

−

2x

−

2x

−5x

 

= 3,

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

7x

−

5x

−

9x

+10x

 

= 8.

 

 

1

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

x1 + 2x2 + 3x3 − x4 =8,

 

 

 

2x1 − x2 − 4x3 + 3x4 =1,

138.

 

 

 

4x

−7x

−18x

+11x

 

 

= −13,

 

 

4

 

1

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

3x + x

− x

+ 2x

 

 

= 9.

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

x1 − 2x2 + x3 − x4 + 3x5 = 2,

139.2x1 − 4x2 + 3x3 − 2x4 + 6x5 = 5,3x1 −6x2 + 4x3 + −3x4 + 9x5 = 7.

 

9x

−3x

2

+ 5x

3

+ 6x

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140.

6x1 − 2x2 + 3x3 + 4x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 − x2 + 3x3 +14x4 5

 

3x

+ 2x

2

+ x

3

 

= 5,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 + 3x2 + x3 =1,

 

142.

2x

+ x

 

 

+ 3x

 

 

=11,

 

 

2

 

3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x + 4x

2

 

− x

3

= −5.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

=4, 3x + y −5z = 0,

=x − 2y + z = 0,

5,

=−8. 2x + 3y − 4z = 0,

x + 5y −3z = 0.

34

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

3x1 + 4x2 + x3 + 2x4 = 3, 143. 6x1 +8x2 + 2x3 + 5x4 = 7,

9x1 +12x2 + 3x3 +10x4 =13.

2x1 + x2 +3x4 = 4,

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ x

2

−2x

3

= 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144.

3x1 + x3 − x4

= 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + x

+ x

4

= 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 + x2 + 4x3 −3x4 = −3.

 

 

 

 

 

6x + 4x

2

+ 5x

3

+

2x

4

+ 3x

5

=1,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 + 2x2 + 4x3 + x4 + 2x5 = 3,

145.

3x

+ 2x

 

−

2x

 

 

+ x

 

= −7,

 

2

3

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9x +

6x

2

+ x

3

 

+ 3x

4

 

+

2x

5

 

 

= 2.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + x

2

 

+ 3x

3

 

− 2x

4

 

+

3x

5

 

=1,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 + 2x2 + 4x3 − x4 + 3x5 = 2,

146.

3x +

3x

 

 

 

+ 5x

 

 

−

 

2x

 

+ 3x

 

=1,

 

2

3

 

4

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +

2x

2

+8x

3

−

3x

4

+ 9x

5

= 2.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решить системы уравнений по формулам Крамера и с помощью обратной матрицы:

x

− x

 

= 5,

x

− x

 

= −4,

3x

+ 2x

 

=11,

147. 1

 

2

 

148. 1

 

2

 

149.

1

 

2

 

2x1 + x2 =1.

2x1 + x2 = −5.

 

4x1 −3x2 = 0.

2ax −3by = 0,

3ax − 6by = ab.

ax + by = f1 ,

151.

cx + dy = f2 .

35

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

152.

 

 

x

−5x

 

= 0,

 

 

 

αx − y = 2,

 

 

 

1

 

 

 

2

= −10.

 

 

153.

 

 

 

 

 

25x1 −5x2

 

 

 

2x +αy =1.

154.

ax + 3by =1,

 

 

 

 

3x −5y =13,

 

3y − 4x =1,

 

 

+ 3ay =1.

 

 

155.

 

 

 

 

81.

156.

 

bx

 

 

 

2x + 7 y =

 

3x + 4y =18.

157.

ax + by = c,

 

 

 

 

 

 

 

3x + 2y = 7,

 

 

− ay = d.

 

 

 

 

 

 

158.

 

 

 

 

 

bx

 

 

 

 

 

 

 

4x −5y = 40.

159.

ax −3y =1,

 

 

 

 

 

 

 

5x + 2y = 4,

 

 

− 2y = 2.

 

 

 

 

 

 

160.

 

 

 

 

 

ax

 

 

 

 

 

 

 

7x + 4y = 8.

 

 

mx − ny = (m − n)

2

,

 

3x + y =1,

161.

 

 

162.

 

 

 

 

 

 

− y = n (при m

≠ n)

 

 

 

 

2x

 

x − y = 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

163.

2x −5y =11,

 

 

 

 

 

 

3x −5y +1 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

164.

 

 

+ 3y +17 = 0.

 

x + 6y = 8 −3.

 

 

 

 

7x

 

3x −3y + 2z = 2,

 

 

 

 

2x − y + 4z =15,

165.

 

4x −5y + 2z =1,

 

 

 

 

 

3x − y + z = 8,

 

 

 

 

166.

 

 

 

−6y + 4z = 3.

 

 

 

 

 

− 2x + y + z = 0.

 

5x

 

 

 

 

 

 

 

x

+ x

 

+ x

 

 

 

=1,

 

 

 

 

x + y − z = 36,

167.

 

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

= −5,

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

− x2

+ 2x3

 

 

 

 

168. x + z − y =13,

 

4x

 

+ x

2

+

4x

3

= −2.

 

 

y + z − x = 7.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2y + z = 4,

 

 

 

 

2x − 4y + 9z = 28,

169.

 

 

−5y + 3z =1,

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

170. 7x + 3y − 6z = −1,

 

 

2x + 7 y − z = 8.

 

 

 

 

 

7x

+ 9y −9z = 5.

 

 

 

 

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

2x + y = 5,

171.x + 3z =16,5y − z =10.

3x −3y + 2z = 2,

4x −5y + 2z =1,

5x −6y + 4z = 3.173.

x − y + z = a, 175. x + y − z = b,y + z − x = c.

2x −3y + z − 2 = 0,

177. x + 25y − 4z + 5 = 0,4x + y −3z + 4 = 0.

3x + 2y − z = 0, 179. 2x − y + 3z = 0,x + 3y − 4z = 0.

x + 2y + 3z = 4, 181. 2x + y + z = 3,3x + 3y + 2z = 7.

 

2x − y + z = 2,

 

 

183. 3x + 2y + 2z = −2,

 

x − 2y + z =1.

 

3x −3y + z = 36,

 

2x −3z = −17,

172.

 

6x −5z = 7.

 

x + y + z = a,

174.x − y + z = b,x + y − z = c.

2x + y − z = 0,

176.x + 2y + z = 0,2x − y + 3z = 0.

2x − 4y + 3z =1,

178. x − 2y + 4z = 3,3x − y + 5z = 2.

x + 2y + 3z = 4, 180. 2x + 4y + 6z = 3,3x + y − z =1.

x + 2y + 3z = 4, 182. 2x + y − z = 3,

3x + 3y + 2z =10.

x + 2y −3z = 5, 184. 2x − y − z =1,x + 3y + 4z = 6.

37

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

x −3y + z = 4,

185.2x + 3y + z = 3,4x − y + z =11.

x + 2y − z = 2,

187.2x −3y + 2z = 2,3x + y + z = 8.

2x1 − x2 − x3 = 5,

189.x1 − 2x2 + 3x3 = −3,7x1 + x2 − x3 =10.

x + 2y − z =1,

186.−3x + y + 2z = 0,x + 4y + 3z = 2.

x − y + z = 2,

188.2x − 2y + 2z = 4,3x −3y + 3z = 5.

4x1 + 2x2 + 3x3 = −2, 190. 2x1 +8x2 − x3 = 8,9x1 + x2 +8x3 = 0.

0,04x − 0,18y + 4z = 20,

191.4x + 0,24y − 0,08z =8,0,09x + 3y − 0,15z =9.

3,21x + 0,72y + 0,34z = 6,12,

192.0,43x + 4,11y + 0,22z = 5,71,0,17x + 0,16y + 4,73z = 7,06.

2x − x

2

− x

3

 

= 4,

x

+ x

2

 

+ 2x

3

= −1,

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

193. 3x1

+ 4x2

− 2x3

=11,

194. 2x1 − x2

 

+ 2x3

= −4,

 

 

− 2x2

+ 4x3

=11.

 

 

 

 

 

 

 

+ 4x3

= −2.

3x1

4x1 + x2

 

 

3x

+ 2x

2

+ x

3

 

= 5,

x

+ 2x

2

 

+ 4x

3

= 31,

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

195.

2x1 + 3x2

+ x3

 

=1,

196. 5x1 + x2

 

 

+ 2x3

= 29,

2x

+ x

2

+ 3x

3

=11.

3x

− x

2

+ x

3

=10.

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

x + 2y +3z =8,

 

x1 + 2x2 + 3x3 = 4,

197. 4x + 5y + 6z =19,

198.

2x1 + 6x2 + 4x3 = −6,

 

7x +8y =1.

 

 

 

+10x2

+8x3 = −8.

 

 

3x1

x + 2y + 3z = −8,

 

2x + x + 4x +8x = 0,

 

 

1

2

3

4

 

 

200.

x1 + 3x2 −

6x3 + 2x4 = 0,

199. 2x + 3y + z = −3,

 

3x1

− 2x2 + 2x3 − 2x4 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

− x +

2 x

= 0.

2x + y + 3z = −1.

 

2x

 

 

 

 

1

2

3

 

x1 + 2x2 −3x3 + 4x4 = −13,

201.− x1 + x3 + 2x4 = −1,

3x1 + 4x2 + 5x3 =11,5x1 + 6x2 + 7 x3 =19.− 2x4

− x1 + 4x2 + 5x3 − 4x4 = −15,

202. x1 + 2x2 − 2x3 + 4x4 = 3,2x1 + 6x2 + x3 = − 6,

3x1 + x3 + 2x4 =11.

x1 + x2 + 2x3 + 3x4 =1,

203.3x1 − x2 − x3 − 2x4 = −4,2x1 + 3x2 − x3 − x4 = − 6,x1 + 2x2 + 3 x3 − x4 = −4.x1 + 2x2 + 3x3 − 2x4 = 6,

204.2x1 − x2 − 2x3 −3x4 = 8,3x1 + 2x2 − x3 + 2x4 = 4,2x1 −3x2 + 2 x3 + x4 = −8.

39

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

 

x1 + 2x2 + 3x3 + 4x4 = 5,

205.

2x1 + x2 + 2x3 + 3x4

=1,

 

 

+ 2x2

+ x3 + 2x4

 

 

3x1

=1,

 

4x

+ 3x

+ 2 x

+ x

= −5.

 

 

1

2

3

4

Решить системы уравнений методом Гаусса:

206. x1 − x2 = −1,2x1 + x2 = 7.

2x1 + x2 + 3x3 = 5,

 

208. x1 − 2x2 + 3x3 = −3,

 

7x + x

− x

=10.

 

 

1

2

3

 

 

3x1 − x2 + x3 + 2x5 =18,

2x −5x

+ x

+ x

= −7,

 

1

2

4

5

 

210.

x1 − x4 + 2x5 = 8,

 

2x

+ x

+ x

− x

=10,

 

2

3

4

5

=1.

 

x

+ x

−3x

+ x

 

1

2

3

4

 

−0,08y + 4z =

212.4x + 0,24y − 0,08z =0,09x + 3y − 0,15z =0,04x

3,21x + 0,71y + 0,34z 213. 0,43x + 4,11y + 0,22z

0,17x + 0,16y + 4,73z

3x + 2y + z = 5,

207.x + y − z = 0,4x − y + 5z = 3.

 

x1 + x2 − x3 + x4 = 4,

209.

2x1 − x2 + 3x3 − 2x4 =1,

x

− x + 2x

4

= 6,

 

1

3

 

 

3x1 − x2 + x3 − x4 = 0.

4x1 + 2x2 +3x3 = −2, 211. 2x1 +8x2 − x3 = 8,

9x1 + x2 +8x3 = 0.

20,

8,

9.

=6,12,

=5,71,

=7,06.

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]