Вычислить определитель четвертого порядка с помощью свойств определителей:
.
Решение
Для удобства преобразований поменяем местами 1-ю и 2-ю строки, после чего поставим перед определителем знак минус (т. к. при перестановке строк местами определитель меняет знак):
.
Преобразуем данный определитель так, чтобы в первом столбце все элементы, кроме одного, обратились в ноль; 1-ю строку умножим на (-2) и сложим со 2-й и 3-й строками, затем 1-ю строку умножим на (-3) и сложим с 4-й:
.
Раскладывая определитель по элементам первого столбца, получим:
.
Из 3-й строки вынесем общий множитель за знак определителя и поменяем местами 1-ю и 3-ю строки:
.
1-ю строку умножим на 2, сложим со 2-й; затем 1-ю строку умножим на 4, сложим с 3-й:
.
Разложим определитель по первому столбцу:
.
Из обеих строк определителя вынесем общие множители и вычислим его:
.
Итак,
.
Найти обратную матрицу и сделать проверку:
.
Решение
Вычислим определитель данной матрицы (разложим по первой строке):
,
следовательно, обратная матрица
существует.
Выпишем алгебраические дополнения матрицы A:
,
| ,
| ,
|
,
| ,
| ,
|
,
| ,
| .
|
Составим матрицу
, состоящую из алгебраических дополнений матрицы A:
.
Матрица, обратная к матрице A, будет иметь вид:
.
Проверка
.
Решить матричное уравнение:
.
Решение
Матричное уравнение задано в виде
. Следовательно,
,
,
.
Найдем матрицу, обратную к матрице A.

следовательно, обратная матрица
существует.
Выпишем алгебраические дополнения матрицы A:
,
| ,
| ,
|
,
| ,
| ,
|
,
| ,
| .
|
Составим матрицу
, состоящую из алгебраических дополнений матрицы A:
.
Матрица, обратная к матрице A, будет иметь вид:
.

.
Искомая матрица имеет вид:
.
Решить систему линейных уравнений методом Крамера:

Решение
Вычислим определитель системы:

.
Вычислим определители
, в которых вместо первого, второго и третьего столбцов соответственно стоит столбец из свободных членов:
,
| ,
| .
|
Найдем значения неизвестных
:
,
| ,
| .
|
Итак,
,
,
.
Решить систему линейных уравнений матричным методом:

Решение
Перепишем систему уравнений в виде матричного уравнения:
, где
,
,
.
Имеем:
,
,
.
Найдем матрицу, обратную к матрице A:

,
следовательно, обратная матрица
существует.
Выпишем алгебраические дополнения матрицы A:
,
| ,
| ,
|
,
| ,
| ,
|
,
| ,
| .
|
Составим матрицу
, состоящую из алгебраических дополнений матрицы A:
.
Матрица, обратная к матрице A, будет иметь вид:
.
.
Итак,
,
,
.
Решить систему линейных уравнений методом Гаусса:

Решение
Вычислим определитель системы:
.
Следовательно, система совместна и имеет единственное решение.
Составим расширенную матрицу системы и приведем ее к треугольному виду.
~
+
+
~
~
+ ~
.
Из полученной матрицы составим систему линейных уравнений и найдем неизвестные с помощью обратного хода Гаусса:
Отсюда: 
Ответ:
,
,
.
Решить систему линейных уравнений методом Жордановых исключений:

Решение
Составим таблицу коэффициентов системы и преобразуем ее так, чтобы на ее главной диагонали стояли только единицы, а все остальные элементы были равны нулю.
|
|
|
|
|
| –2 | ||||
| –2 | –2 | –5 | ||
| –4 | –5 | |||
| –1 | –1 | –3 | ||
| 1/3 | –2/3 | 1/3 | 22/3 | |
| 11/3 | –10/3 | 20/3 | 29/3 | |
| 11/3 | 5/3 | –13/3 | –37/3 | |
| –2/3 | –11/3 | 16/3 | 34/3 | |
| –4/11 | –3/11 | 71/11 | ||
| –10/11 | 20/11 | 29/11 | ||
| –11 | –22 | |||
| –47/11 | 72/11 | 144/11 | ||
| –59/55 | 267/55 | |||
| –2/11 | –15/11 | |||
| –11/5 | –22/5 | |||
| –157/55 | –314/55 | |||
Из таблицы имеем:

Найти общее решение и фундаментальную систему решений системы однородных линейных уравнений:

Решение
Запишем матрицу системы и преобразуем ее к ступенчатому виду:
~
~
~
.
Ранг матрицы равен
, значит фундаментальная система решений состоит из
решений. Перепишем преобразованную систему:

где
– базисные неизвестные,
– свободные неизвестные.

Введем обозначения
и запишем общее решение системы:

где
и
– произвольные постоянные.
Придадим произвольным постоянным
и
последовательно значения
и
соответственно, получим:
и
– фундаментальная система решений.
Найти матрицу линейного оператора A в базисе
, если в стандартном базисе
матрица линейного оператора А имеет вид:
.
Решение
Матрицы
и
линейного оператора A связаны соотношением
, где C – матрица перехода от базиса
к базису
, она имеет вид:
,
.
Подставим матрицы
,
,
в соотношение
.
Итак,
.
,
,
,
,
,
,
,
,
.
,
,
,
,
,
,
,
,
.
,
,
.
,
,
.
,
,
,
,
,
,
,
,
.