Тема 3 Метод последовательного исключения неизвестных (метод Гаусса)




Метод Гаусса является более универсальным и пригоден для систем с любым числом уравнений. Он заключается в последовательном исключении неизвестных из уравнений системы.

Рассмотрим метод Гаусса на примере системы из трёх уравнений с тремя неизвестными:

Первое уравнение оставим без изменения, а из второго и третьего исключим слагаемые, содержащие . Для этого второе уравнение разделим на и умножим на , а затем сложим с первым уравнением. Аналогично третье уравнение разделим на и умножим на и сложим с первым. В результате исходная система примет вид:

Теперь из последнего уравнения легко найти , затем из второго уравнения . Для этого третье уравнение разделим на , умножим на и сложим со вторым. Тогда будем иметь систему уравнений:

Отсюда легко найти , затем из второго уравнения , и из первого . Вместо того чтобы писать систему уравнений выписывают расширенную матрицу системы, которая состоит из коэффициентов этой системы и свободных членов. Приводим ее к ступенчатому виду.

Матрица имеет ступенчатый вид, если

· все ненулевые строки (имеющие по крайней мере один ненулевой элемент) располагаются над всеми чисто нулевыми строками;

· ведущий элемент (первый ненулевой элемент строки при отсчёте слева направо) каждой ненулевой строки располагается строго правее ведущего элемента в строке, расположенной выше данной.

Цель элементарных преобразований привести матрицу к ступенчатому (треугольному) виду.

Элементарными преобразованиями матрицы называются следующие ее преобразования:

I Перестановка двух строк матрицы.

II Умножение всех элементов одной строки матрицы на одно и то же число, отличное от нуля.

III Прибавление к элементам одной строки соответствующих элементов другой строки, умноженных на одно и то же число.

IV Вычеркивание нулевой строки.

Пример:

Решить методом Гаусса систему уравнений:

Запишем расширенную матрицу системы:

Поменяем местами первую и третью строки

Мы получили единицу в верхнем углу. Теперь нужно получить нули в первом столбце 2-ой и 3-ей строки. Для этого ко второй строке прибавим первую строку, умноженную на -2:

 

К третьей строке прибавим первую, умноженную на 3:

Вторую строку умножим на -1/5, а третью строку на -1/2

К третьей строке прибавим вторую строку, умноженную на -2

Из последней строчки находим, что .

Из второй строки находим y:

И из первой строки найдем x:

Таким образом, мы нашли решение системы:

Решить методом Гаусса следующие системы уравнений:

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11

12 13 14

15 16

17 18

19 20


 

Шатных Олеся Николаевна

 

 

АЛГЕБРА

(ЧАСТЬ 1)

 

Материалы для практических занятий

и самостоятельной работы

для студентов факультета М и ИТ

 

 

Редактор

 

 

____________________________________________________________________

Подписано к печати Формат бумаги 60 84 1/16 Бумага тип № 1

Печать цифровая Усл. печ.л. 2,25 Уч.-изд.л.

Заказ Тираж 30 Не для продажи

____________________________________________________________________

РИЦ Курганского государственного университета.

640669, г. Курган, ул. Гоголя, 25.

Курганский государственный университет.



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: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: