Реферат Курсовая Конспект
Линейная алгебра - раздел Математика, I. Линейная Алгебра 1.1. Дейст...
|
I. Линейная алгебра
1.1. Действия над матрицами.
Матрицей размера m x n называется прямоугольная таблица элементов (чисел, функций), содержащая m строк и n столбцов:
В записи элемента аij первый индекс i определяет номер строки, а второй индекс j - номер столбца, на пересечении которых находится данный элемент.
Если число строк матрицы равно числу ее столбцов (m = n), то матрица называется квадратной порядка n.
Квадратная матрица, у которой все элементы, расположенные вне главной диагонали, равны нулю, называется диагональной.
Диагональная матрица, у которой все диагональные элементы равны 1, называется единичной.
Две матрицы называются равными, если они имеют одинаковые размеры и aij = bij при всех , .
Если у матрицы А строки и столбцы поменять местами, т.е. строки записать столбцами (или, то же самое, столбцы записать строками), то полученная матрица называется транспонированной к Аи обозначается Ат или А1.
Умножение матрицы на число.
Произведением aА матрицы А на число a называется матрица В, получаемая из матрицы А умножением всех ее элементов на a, т.е. bij = aaij, , .
АХ = В
Пусть матрица А невырожденная, т.е. . Тогда
.
2. Формулы Крамера.
Решение системы уравнений может быть найдено по формулам:
, ,
где - определитель матрицы А(),
Dj- определители, получаемые из определителя заменой j-го столбца на столбец В свободных членов системы уравнений.
3. Метод полного исключения (Метод Жордана-Гаусса).
Пусть .
Метод полного исключения состоит из конечного числа однотипных шагов, каждый из которых заключается в следующем: выбирается некоторое уравнение, которое называется ведущим уравнением и некоторая неизвестная, которая называется ведущей неизвестной. Коэффициент при ведущей неизвестной в ведущем уравнении называют ведущим элементом. После этого элементарными преобразованиями системы ведущую неизвестную исключают из всех уравнений системы, кроме ведущего.
Пусть, например, в заданной системе уравнений на первом шаге в качестве ведущего уравнения выбрано первое уравнение, в качестве ведущего элемента а11 . Разделим ведущее уравнение на а11. Получим
Умножим это уравнение на -а21 и прибавим ко второму уравнению системы, затем на -а31 и прибавим к третьему уравнению системы.
После этих преобразований вместо исходной системы получим эквивалентную ей систему, в которой неизвестная х1 присутствует только в одном уравнении:
После выполнения второго и третьего шагов система уравнений запишется в виде:
что и дает решение исходной системы уравнений.
15. Решить систему уравнений:
а) матричным методом;
б) по формулам Крамера;
в) методом полного исключения.
а) обозначим:
, , .
Система уравнений запишется в виде АХ = В, откуда Х = А-1В.
Находим матрицу А-1.
; ; ;
; ; ;
; ; .
;
Таким образом, решение системы: х1=1; х2=2; х3=-1.
б) вычисляем :
;
;
;
.
Решение системы:
; ; .
в) на первом шаге в качестве ведущего уравнения выбираем первое уравнение, в качестве ведущей неизвестной х2, (для удобства вычислений, т.к. коэффициент при х2равен 1).
Умножаем первое уравнение на 2 и прибавляем ко второму уравнению, затем на (-1) и прибавляем к третьему уравнению. Получаем систему уравнений:
На втором шаге в качестве ведущего уравнения выбираем третье уравнение, в качестве ведущей неизвестной х1. Ведущий элемент равен 1. Умножаем третье уравнение на -2 и прибавляем к первому уравнению, затем на -5 и прибавляем ко второму уравнению. Получаем:
На третьем шаге в качестве ведущего уравнения выбираем второе уравнение, в качестве ведущей неизвестной х3. Делим второе уравнение на ведущий элемент 28. Получаем х3 = -1. Умножаем на -11 и прибавляем к первому уравнению, затем на 4 и прибавляем к третьему уравнению. Получаем:
Получили решение системы х1=1, х2=2, х3=-1.
При решении системы уравнений методом полного исключения удобно использовать табличный вариант этого метода. Решение рассмотренной системы можно записать в виде следующей таблицы:
х1=1, х2=2, х3=-1.
Крайний правый столбец (столбец S) - столбец контроля вычислений. Вначале числа этого столбца вычисляем как суммы всех элементов строки, например, 2+1+3+1=7. В дальнейшем элементы этого столбца вычисляем так же, как и все остальные элементы таблицы. После вычисления всех элементов делаем проверку вычислений: элемент, стоящий в столбце S, должен быть равен сумме всех предыдущих элементов этой строки.
16. Решить систему уравнений:
а) при помощи обратной матрицы;
б) по формулам Крамера;
в) методом полного исключения.
1) ; 2) ;
3) ; 4) ;
5) ; 6) ;
7) ; 8) ;
– Конец работы –
Используемые теги: ная, Алгебра0.048
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Линейная алгебра
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов