Задачи для самостоятельной работы. Решение системы линейных алгебраических уравнений




Задачи для самостоятельной работы

1. Даны матрицы
Найти матрицы: A + B, 2 A, A – 3 B, AT, BT, ABT.

2. Даны матрицы
Найти произведения AB и BA.

 

Решение системы линейных алгебраических уравнений

По формулам Крамера

 

 

Пример 11. Решить систему:

.

Решение.

1) Находим определитель системы.

т. к. , то решение системы существует и единственно.

2) Находим . Для этого 1-ый столбец в определителе системы заменяем столбцом свободных членов.

Находим . Для этого 2-ой столбец в определителе системы заменяем столбцом свободных членов.

Находим . Для этого 3-ий столбец в определителе системы заменяем столбцом свободных членов.

3) Находим неизвестные x, y, z:

Ответ:

 

 

Обратная матрица

Рассмотрим квадратную матрицу A порядка n:

Квадратная матрица называется невырожденной, если её определитель не равен нулю.

Матрица A –1 называется обратной квадратной матрице A, если

A · A –1 = A –1· A = E..

 

Пример 12. Дана матрица Найти обратную.

Решение. Находим определитель матрицы:

Находим алгебраические дополнения элементов данной матрицы:

 

Составим матрицу алгебраических дополнений (Aij) и, транспонировав ее, найдем присоединенную матрицу Ã:

Разделив все элементы присоединенной матрицы Ã на определитель матрицы A, находим обратную матрицу A –1:

 

 

Теорема. Рассмотрим квадратную систему линейных уравнений, записанную в матричном виде: AX = B. Пусть матрица A системы невырожденная, т.е. det A ≠ 0. Тогда система линейных уравнений имеет единственное решение:

  X = A –1 B  

Пример 13. Решить систему линейных уравнений:

Решение. Метод обратной матрицы.

Введем матрицы:

Вычислим определитель матрицы системы

Так как det A ≠ 0, то существует обратная матрица, и решение может быть найдено по формуле X = A –1 B.

Найдем алгебраические дополнения элементов матрицы A:

 

Найдем обратную матрицу по формуле:

Применяя формулу (4) теоремы 2.1, получим решение системы:

Таким образом, x 1 = –1, x 2 = 3, x 3 = 2.

 

Пример 14. Решить систему: методом обратной матрицы.

 

Решение. Определитель системы , следовательно, обратная матрица существует. Матрицу неизвестных найдём из уравнения:

.

1) Находим транспонированную матрицу .

.

2) Находим присоединённую матрицу .

Обратная матрица .

 

 

Из последнего равенства матриц получим:

 

 

Задачи для самостоятельной работы

 

 

В задачах 1-3 найти матрицу Х, удовлетворяющую данному уравнению:


1. .

2. .

3. .

 

Решение системы линейных алгебраических уравнений методом Гаусса.

 

Пример15. Решить систему линейных уравнений

методом Гаусса:

Решение. С помощью следующих преобразований: а) перестановка строк, б) умножение строки на любое не равное нулю число, в) прибавление к данной строке произвольной линейной комбинации других строк, приведём расширенную матрицу к ступенчатому виду, при котором первые элементы любой строки (начиная со второй) – нулевые, и у каждой последующей строки число таких нулевых элементов хотя бы на один больше, чем у предыдущей.


Вернёмся к линейной записи системы и методом исключения найдём x, y, z.

Ответ:

 

Задачи для самостоятельной работы

1. Решить систему по формулам Крамера и с помощью обратной матрицы:

Решить системы линейных уравнений методом Гаусса:

2.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-10-21 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: