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

1 Элементы линейной алгебры

.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
10.05.2015
Размер:
459 Кб
Скачать
☆

Матричные уравнения

Матричная запись системы:

A·X=B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть m=n

 

 

 

 

A-1

─ существует

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть detA≠0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

А 1 А Х А 1 В

Е Х А 1 В

Х А 1 В

E

Правило Крамера

Рассмотрим систему

 

a x a x

 

 

...

a

 

x

 

 

b

 

 

 

11

 

1

12

 

2

 

 

1n

 

 

 

n

1

 

 

 

 

a21x1 a22 x2

a2n xn b2

Пусть m=n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

..........

 

 

 

..........

 

 

 

 

..........

 

..........

 

 

 

 

 

 

 

.......

 

Пусть detA = ≠ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

n1

x a

n2

x

2

...

a

nn

x

n

b

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а11

 

 

a12

b1 a1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

a21

 

 

a22

b2 a2n

 

J – столбец

 

 

.... ....

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

....

 

 

 

 

 

 

 

an1

 

 

an2

bn ann

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правило Крамера

Решение системы

x 1

,

x 2

, ,

x n

1

 

 

2

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ранг матрицы

Рассмотрим матрицу A

Минор Mk матрицы A называется ее базисным минором, если он отличен от нуля, а все миноры матрицы A более высокого порядка k+1, k+2, …, t равны нулю.

Рангом матрицы r(A)

называется порядок его базисного минора.

Элементарные преобразования матриц

Элементарные преобразования матриц

 

 

Прибавление к

 

 

 

Вычеркивание

 

одной из строк другой

 

 

Перестановка

нулевой строки

 

строки, умноженной

 

 

двух строк

 

 

на любое число

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Элементарные преобразования матриц

Теорема 1.

Любую матрицу с помощью элементарных преобразований можно привести к ступенчатому виду.

Теорема 2.

При элементарных преобразованиях ранг матрицы не меняется.

Ранг ступенчатой матрицы равен числу

(ненулевых) строк.

Метод Гаусса

Метод последовательного исключения неизвестных –

наиболее распространенный метод решения систем линейных уравнений.

Суть метод Гаусса:

а) из всех уравнений системы кроме первого исключается неизвестное x1;

б) из всех уравнений системы кроме первого и второго исключается неизвестное x2;

в) из всех уравнений системы кроме первого, второго и третьего исключается неизвестное x3 и т.д.

Метод Гаусса

Рассмотрим систему

a

x a

 

 

x

 

...

a

 

 

x

 

b

 

 

11

1

 

12

 

 

2

 

 

 

1n

 

n

 

1

 

a21 x1 a22 x2 ...

a2n xn b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

m1

x

1

a

m2

x

2

...

a

mn

x

n

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С помощью элементарных преобразований приводим ее к равносильной системе ступенчатого вида:

c x c x

 

c

x

 

d

 

11 1

12

2

 

1n

 

n

1

 

 

c22x2 c2n xn d2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

ckr xr

ckn xn dk

 

 

 

 

Метод Гаусса

Возможен один из следующих случаев:

1)система не имеет решений (система несовместна);

2)система имеет единственное решение;

3)система имеет бесчисленное множество решений.

Теорема Кронекера-Капелли

Рассмотрим систему уравнений

a

x

 

a

 

 

x

 

... a

 

 

x

 

b

 

 

11

1

 

12

 

 

2

 

 

1n

 

n

 

1

 

a21 x1

a22 x2

... a2n xn

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

m1

x

1

a

m2

x

2

... a

mn

x

n

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

Обозначим

 

a

 

a

 

....

a

1n

 

 

 

a

a

....

a

b

 

 

 

11

 

12

 

 

 

 

 

 

11

 

12

 

 

1n

1

 

a21

a22

....

a2n

 

~

a21

a22

....

a2n

b2

 

A

....

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

 

A .... ....

.....

 

.....

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

.....

a

 

b

 

 

 

am2

.....

 

 

 

 

a

m1

m2

m n

 

am1

am n

 

 

 

 

 

 

m

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]