Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Тема: Решение систем алгебраических уравнений по правилу Крамера и матричным методом
Цель: Формирование навыков решения СЛАУ по правилу Крамера и матричным методом.
На выполнение практической работы отводится 2 часа.
Требования к выполнению практической работы:
1.Ответить на теоретические вопросы.
2.Оформить задания в тетради для практических работ.
Пример
Задание: Показать, что система имеет единственное решение и найти его двумя способами: а) по правилу Крамера;
б) матричным методом.
Решение: Данная система имеет размер (три уравнения и три неизвестных). Составим матрицу из коэффициентов при неизвестных:
. Матрица квадратная . Вычислим определитель матрицы , используя формулу его разложения по элементам первой строки:
.
Так как определитель системы , то данная система имеет единственное решение. Это решение можно найти по правилу Крамера: ; ; , где - главный определитель системы; , , - вспомогательные определители, которые получаются из главного путем замены соответствующего столбца на столбец свободных членов, и вычисляются аналогично определителю .
;
;
Отсюда по правилу Крамера имеем:
; ;
.
Решение системы единственно, это совокупность чисел .
Проверка: Подставим найденное решение во все уравнения исходной системы линейных алгебраических уравнений.
Так как все уравнения системы обратились в равенства, то решение найдено верно.
Ответ: .
Решим данную систему матричным способом. Рассмотрим матрицы:
; ; ;
- матрица коэффициентов при неизвестных, - матрица – столбец неизвестных, - матрица – столбец свободных членов.
Данную систему можно записать в виде:
;
При умножении матриц каждая строка матрицы умножается на столбец матрицы и в результате получается соответствующий элемент матрицы . Таким образом, последняя матричная запись содержит все три уравнения данной системы линейных алгебраических уравнений. Коротко ее можно записать так:
(1)
Рассмотрим матрицу , обратную к матрице . Это такая матрица, которая при умножении на данную матрицу дает единичную матрицу : , где .
Умножая обе части матричного равенства (2) на матрицу слева, получим:
,
, и окончательно имеем:
(2)
Формула (2) используется для нахождения решения системы линейных алгебраических уравнений. Предварительно нужно вычислить обратную матрицу. Обратная матрица вычисляется по формуле: (3), где - алгебраическое дополнение всех элементов матрицы ,
- главный определитель системы .
В нашем примере .
Найдем теперь алгебраические дополнения для всех элементов матрицы :
; ;
; ;
; ;
; ;
.
Составим матрицу алгебраических дополнений:
.
Транспонируем ее, то есть поменяем местами столбцы и строки с одинаковыми номерами:
.
Обратную матрицу получим по формуле (3), умножая каждый элемент последней матрицы на число, равное :
.
Решение системы линейных алгебраических уравнений находим по формуле (2) умножением матрицы на матрицу свободных членов :
=
Отсюда следует, что , , .
Найденное решение было проверено выше, и совпадает с результатом, полученным по правилу Крамера.
Ответ: - единственное решение системы.
Дата публикования: 2015-03-26; Прочитано: 297 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!