- •11. Решение системы линейных уравнений. Теорема Кронекера-Капелли.
- •12. Решение невырожденных линейных систем. Формулы Крамера.
- •13. Метод Гаусса. Система линейных однородных уравнений.
- •14. Комплексные числа. Основные понятия. Геометрическое изображение. Формы записи комплексных чисел.
- •15. Действия над комплексными числами.
- •16. Уравнение линии на плоскости. Уравнение прямой.
- •17. Условие параллельности и перпендикулярности прямых.
- •18. Расстояние от точки до прямой. Окружность и эллипс.
- •19. Гипербола и парабола. Уравнение плоскости и прямой в пространстве.
- •20. Множества. Основные понятия. Свойства.
12. Решение невырожденных линейных систем. Формулы Крамера.
Как известно
решение матричного уравнения записывается
в виде:
.
Согласно правилу умножения матриц имеем

Отсюда
,
i = 1, 2, …, n.

Запишем короче:
,
i = 1, 2, …, n,
где
– определитель системы;
– определитель матрицы, получаемой из
основной матрицы системы заменой её
i-го столбца
столбцом свободных членов.
Из самого способа решения ясно, что система имеет единственное решение.
Пример.
Система
имеет определитель
отличный от нуля, поэтому имеет
единственное решение, которое можно
найти по формулам:
,
,
где
,
,
т.е.
,
.
13. Метод Гаусса. Система линейных однородных уравнений.
Пусть дана система линейных уравнений
(1)
Коэффициенты
,
считаются заданными.
Вектор-строка x1 , x2 , ... , xn - называется решением системы (1), если при подстановке этих чисел вместо переменных все уравнения системы (1) обращаются в верное равенство.
Определитель n-го порядка a ij , составленный из коэффициентов при неизвестных, называется определителем системы (1). В зависимости от определителя системы (1) различают следующие случаи.
a) Если , то система (1) имеет единственное решение, которое может быть найдено методом Гаусса.
б) Если , то система (1) либо имеет бесконечное множество решений, либо несовместна, т.е. решений нет.
1. Рассмотрим систему 3-х линейных уравнений с тремя неизвестными.
(2)
Метод Гаусса решения системы (2) состоит в следующем:
Разделим все члены
первого уравнения на
,
а затем, умножив полученное уравнение
на
,
вычтем его соответственно из второго
и третьего уравнений системы (2). Тогда
из второго и третьего уравнений
неизвестное
будет исключено, и получится система
вида:
(3)
Теперь разделим
второе уравнение системы (3) на
,
умножим полученное уравнение на
и вычтем из третьего уравнения. Тогда
из третьего уравнения неизвестное
будет исключено и получиться система
треугольного вида:
(4)
Из последнего
уравнения системы (4) находим
,
подставляя найденное подставляя
найденное значение в первое уравнение,
находим
.
Пример. Решим систему уравнений методом Гаусса:

Решение.
Разделив уравнение (а) на 2, получим систему

Вычтем из уравнения
(b) уравнение
,
умноженное на 3, а из уравнения (c) -
уравнение
,
умноженное на 4.

Разделив уравнение
(
)
на – 2,5 , получим:

Вычтем из уравнения
(
)
уравнение
,
умноженное на – 3:

Из уравнения
находим
Z = -2; подставив это значение в
уравнение
,
получим Y=0,2-0,4Z=0,2-0,4(-2)=1; наконец , подставив
значение Z=-2 и Y=1 в уравнение(a1) ,
находим X=0,5-0,5Y-Z=0,5-0,5 1 - (-2)=2. Итак, получаем
ответ X=2, Y=1, Z=-2 .
Проверка.

14. Комплексные числа. Основные понятия. Геометрическое изображение. Формы записи комплексных чисел.
Комплексным числом z называется выражение вида z = x + iy, где x и y – действительные числа, а i – мнимая единица, т.е. i2 = -1.
Если x = 0, то число 0 + iy называется чисто мнимым.
Если y = 0, то число x + i0 отождествляется с действительным числом x, а это означает, что множество всех действительных чисел R является подмножеством всех комплексных чисел C.
z = x + iy = 0, когда x = y = 0. Понятие больше и меньше для комплексных чисел не вводится.
Число x называется действительной частью комплексного числа z и обозначается x = Re z, а y называется мнимой частью числа z и обозначается y = Im z.
Два комплексных
числа
и
называются равными тогда и только тогда,
когда равны их действительные и мнимые
части:
и
.
Два комплексных
числа
и
называются сопряженными.
Под модулем
комплексного числа z
понимается неотрицательное число
.
Геометрическое изображение комплексных чисел.
Всякое комплексное
число
можно изобразить на плоскости Oxy
следующим образом: x
= Re z,
y = Im
z.
y
y M


![]()

![]()
O x x
На оси Ox расположены действительные числа, поэтому она называется действительной осью. На оси Oy расположены чисто мнимые числа, поэтому она называется мнимой осью.
Удобной является
интерпретация комплексного числа
как радиуса-вектора
.
Длина вектора
называется модулем комплексного
числа
.
Угол между
действительной осью и вектором
называется аргументом комплексного
числа Arg z
=
.
Аргумент считается положительным или
отрицательным в зависимости от того,
ведется ли его отсчет от положительного
направления действительной оси против
или по часовой стрелке соответственно.
По заданной точке
z ее модуль
определяется единственным образом, а
аргумент – с точностью до слагаемого
,
k = 0,
1,
2
и т.д. Значение аргумента
,
удовлетворяющее условию
называется главным и обозначается arg
z.
В точке z = 0 аргумент не определен.
Таким образом, Arg
z = arg
z +
.
Формы записи комплексных чисел.
1. Запись комплексного
числа z в виде
(1) называется алгебраической формой
комплексного числа.
2. Положение комплексного числа на плоскости удобно представлять в полярных координатах.
Модуль r
и аргумент
комплексного числа можно рассматривать
как полярные координаты вектора
,
изображающего комплексное число
.
Тогда
,
,
(2)
Такая запись называется триганометричекой записью комплексного числа.
,
,
,
.
Так как
=
Arg z
= arg z
+
,
то
,
поэтому при переходе от алгебраической
формы комплексного числа к триганометрической
достаточно определить
.
3. Используя формулу
Эйлера
комплексное число
можно записать в так называемой
показательной (экспоненциальной)
форме
,
(3)
где
- модуль комплексного числа, а
=
Arg z
= arg z
+
- аргумент.
В силу формулы
Эйлера функция
- периодическая с основным периодом
.
