Ratkaise Cramerin menetelmällä verkossa yksityiskohtaisella ratkaisulla. Lineaariset yhtälöt. Lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaiseminen. Cramerin menetelmä. Lineaaristen algebrallisten yhtälöiden järjestelmät

Tämän kappaleen hallitsemiseksi sinun on kyettävä avaamaan tarkenteet "kaksi kertaa kaksi" ja "kolme kolmella". Jos karsinnat ovat huonoja, ota oppitunti Kuinka determinantti lasketaan?

Tarkastellaan ensin yksityiskohtaisesti Cramerin sääntöä kahden lineaarisen yhtälön järjestelmälle kahdessa tuntemattomassa. Mitä varten? ”Yksinkertaisin järjestelmä on loppujen lopuksi ratkaistavissa koulumenetelmällä, lukukausittaisella lisäyksellä!

Tosiasia on, että vaikka joskus, mutta sellainen tehtävä on - ratkaista kahden lineaarisen yhtälön järjestelmä kahdella tuntemattomalla käyttämällä Cramerin kaavoja. Toiseksi, yksinkertaisempi esimerkki auttaa ymmärtämään, kuinka Cramerin sääntöä käytetään monimutkaisemmassa tapauksessa - kolmen yhtälön järjestelmässä, jossa on kolme tuntematonta.

Lisäksi on olemassa kahdella muuttujalla varustettuja lineaarisia yhtälöjärjestelmiä, jotka on suositeltavaa ratkaista täsmälleen Cramerin säännön mukaan!

Harkitse yhtälöjärjestelmää

Ensimmäisessä vaiheessa laskemme determinantin , sitä kutsutaan järjestelmän päätekijä.

Gaussin menetelmä.

Jos , niin järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu, ja juurten löytämiseksi meidän on laskettava kaksi muuta determinanttia:
ja

Käytännössä yllä olevat tarkenteet voidaan merkitä myös latinalaisella kirjaimella.

Yhtälön juuret löytyvät kaavoista:
,

Esimerkki 7

Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä

Päätös: Näemme, että yhtälön kertoimet ovat melko suuria, oikealla puolella on desimaalimurto pilkulla. Pilkku on melko harvinainen vieras matematiikan käytännön tehtävissä, otin tämän järjestelmän ekonometrisesta ongelmasta.

Kuinka ratkaista tällainen järjestelmä? Voit yrittää ilmaista yhtä muuttujaa toisella, mutta tässä tapauksessa saat varmasti kauheita hienoja murtolukuja, joiden kanssa työskentely on erittäin hankalaa, ja ratkaisun suunnittelu näyttää aivan kamalalta. Voit kertoa toisen yhtälön 6:lla ja vähentää termiltä termiltä, ​​mutta samat murtoluvut näkyvät tässä.

Mitä tehdä? Tällaisissa tapauksissa Cramerin kaavat tulevat apuun.

;

;

Vastaus: ,

Molemmilla juurilla on äärettömät häntät ja niitä löytyy likimäärin, mikä on varsin hyväksyttävää (ja jopa yleistä) ekonometristen ongelmien kannalta.

Kommentteja ei tarvita täällä, koska tehtävä ratkaistaan ​​valmiiden kaavojen mukaan, mutta siinä on yksi varoitus. Kun käytät tätä menetelmää, pakollinen Tehtävän fragmentti on seuraava fragmentti: "Joten järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu". Muussa tapauksessa arvioija voi rangaista sinua Cramerin lauseen epäkunnioituksesta.

Ei ole tarpeetonta tarkistaa, mikä on kätevää suorittaa laskimella: korvaamme likimääräiset arvot järjestelmän kunkin yhtälön vasemmalla puolella. Tämän seurauksena oikealla puolella olevat numerot tulisi saada pienellä virheellä.

Esimerkki 8

Ilmaise vastauksesi tavallisilla virheellisillä murtoluvuilla. Tee sekki.

Tämä on esimerkki itsenäisestä ratkaisusta (esimerkki hienosta suunnittelusta ja vastaus oppitunnin lopussa).

Siirrymme tarkastelemaan Cramerin sääntöä kolmen yhtälön järjestelmälle, jossa on kolme tuntematonta:

Löydämme järjestelmän päätekijän:

Jos , niin järjestelmällä on äärettömän monta ratkaisua tai se on epäjohdonmukainen (ei ratkaisuja). Tässä tapauksessa Cramerin sääntö ei auta, sinun on käytettävä Gaussin menetelmää.

Jos , niin järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu, ja juurten löytämiseksi meidän on laskettava kolme muuta determinanttia:
, ,

Ja lopuksi vastaus lasketaan kaavoilla:

Kuten näette, "kolme kertaa kolme" -tapaus ei pohjimmiltaan eroa "kaksi kolmelta" -tapauksesta, vapaiden termien sarake "kävelee" peräkkäin vasemmalta oikealle päämääritteen sarakkeita pitkin.

Esimerkki 9

Ratkaise järjestelmä Cramerin kaavoilla.

Päätös: Ratkaistaan ​​järjestelmä Cramerin kaavoilla.

, joten järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu.

Vastaus: .

Itse asiassa tässä ei ole mitään erityistä kommentoitavaa, kun otetaan huomioon, että päätös tehdään valmiiden kaavojen mukaan. Mutta on pari huomautusta.

Tapahtuu, että laskelmien tuloksena saadaan "huonoja" pelkistymättömiä murtolukuja, esimerkiksi: .
Suosittelen seuraavaa "hoito"-algoritmia. Jos tietokonetta ei ole käsillä, teemme näin:

1) Laskelmissa voi olla virhe. Heti kun kohtaat "huonon" laukauksen, sinun on heti tarkistettava, onko onko ehto kirjoitettu uudelleen oikein. Jos ehto kirjoitetaan uudelleen ilman virheitä, sinun on laskettava determinantit uudelleen käyttämällä toisen rivin (sarakkeen) laajennusta.

2) Jos tarkistuksen tuloksena ei löytynyt virheitä, niin todennäköisesti tehtävän ehto oli kirjoitusvirhe. Tässä tapauksessa ratkaise tehtävä rauhallisesti ja HUOLELLISESTI loppuun asti ja sitten muista tarkistaa ja laadittava se puhtaana kappaleena päätöksen jälkeen. Murto-osan vastauksen tarkistaminen on tietysti epämiellyttävä tehtävä, mutta se on aseistariisuttava argumentti opettajalle, joka todella haluaa laittaa miinuksen mistä tahansa huonosta asiasta, kuten. Murtolukujen käsittely on kuvattu yksityiskohtaisesti esimerkin 8 vastauksessa.

Jos sinulla on tietokone käsillä, tarkista se automaattisella ohjelmalla, jonka voi ladata ilmaiseksi heti oppitunnin alussa. Muuten, on edullisinta käyttää ohjelmaa heti (jo ennen ratkaisun aloittamista), näet välittömästi välivaiheen, jossa teit virheen! Sama laskin laskee automaattisesti järjestelmän ratkaisun matriisimenetelmällä.

Toinen huomautus. Ajoittain tulee järjestelmiä, joiden yhtälöistä puuttuu joitain muuttujia, esim.

Tässä ensimmäisessä yhtälössä ei ole muuttujaa, toisessa ei ole muuttujaa. Tällaisissa tapauksissa on erittäin tärkeää kirjoittaa oikein ja HUOLELLISESTI päätekijä:
– puuttuvien muuttujien tilalle laitetaan nollia.
Muuten, on järkevää avata determinantit nollalla rivillä (sarakkeessa), jossa nolla sijaitsee, koska laskelmia on huomattavasti vähemmän.

Esimerkki 10

Ratkaise järjestelmä Cramerin kaavoilla.

Tämä on esimerkki itseratkaisusta (näyte ja vastaus oppitunnin lopussa).

Jos kyseessä on 4 yhtälöjärjestelmä, jossa on 4 tuntematonta, Cramerin kaavat kirjoitetaan samanlaisten periaatteiden mukaan. Voit nähdä elävän esimerkin Determinant Properties -oppitunnilla. Determinantin järjestyksen pienentäminen - viisi 4. kertaluvun determinanttia ovat melko ratkaisevia. Vaikka tehtävä muistuttaa jo kovasti professorin kenkää onnen opiskelijan rinnassa.


Järjestelmän ratkaisu käänteismatriisin avulla

Käänteismatriisimenetelmä on pohjimmiltaan erikoistapaus matriisiyhtälö(Katso määritellyn oppitunnin esimerkki nro 3).

Tämän osan tutkimiseksi sinun on kyettävä laajentamaan determinantteja, löytämään käänteismatriisi ja suorittamaan matriisin kertolasku. Asiaankuuluvat linkit annetaan selityksen edetessä.

Esimerkki 11

Ratkaise järjestelmä matriisimenetelmällä

Päätös: Kirjoitamme järjestelmän matriisimuotoon:
, missä

Katso yhtälöjärjestelmä ja matriisit. Millä periaatteella kirjoitamme elementtejä matriiseihin, luulen kaikkien ymmärtävän. Ainoa kommentti: jos yhtälöistä puuttuisi joitain muuttujia, niin matriisin vastaaviin paikkoihin pitäisi laittaa nollia.

Löydämme käänteisen matriisin kaavalla:
, missä on matriisin vastaavien elementtien algebrallisten komplementtien transponoitu matriisi.

Ensin käsitellään determinanttia:

Tässä determinanttia laajennetaan ensimmäisellä rivillä.

Huomio! Jos , niin käänteismatriisia ei ole olemassa, ja järjestelmää on mahdotonta ratkaista matriisimenetelmällä. Tässä tapauksessa järjestelmä ratkaistaan ​​eliminoimalla tuntemattomat (Gaussin menetelmä).

Nyt sinun on laskettava 9 alaikäistä ja kirjoitettava ne alaikäisten matriisiin

Viite: On hyödyllistä tietää kaksoisalaindeksien merkitys lineaarialgebrassa. Ensimmäinen numero on rivinumero, jossa elementti sijaitsee. Toinen numero on sen sarakkeen numero, jossa elementti sijaitsee:

Toisin sanoen kaksoisalaindeksi osoittaa, että elementti on ensimmäisellä rivillä, kolmannella sarakkeella, kun taas elementti on esimerkiksi 3. rivillä, 2. sarakkeessa

Ratkaisun aikana on parempi kuvata alaikäisten laskelmia yksityiskohtaisesti, vaikka tietyllä kokemuksella niitä voidaan säätää suullisesti laskemaan virheellisesti.

Ensimmäisessä osassa tarkasteltiin teoreettista materiaalia, substituutiomenetelmää sekä menetelmää systeemiyhtälöiden termi-termittäin lisäämiseksi. Kaikille tämän sivun kautta sivustolle tulleille suosittelen ensimmäisen osan lukemista. Ehkä joidenkin vierailijoiden mielestä materiaali on liian yksinkertaista, mutta lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaisun aikana tein useita erittäin tärkeitä huomioita ja johtopäätöksiä matemaattisten ongelmien ratkaisusta yleensä.

Ja nyt analysoimme Cramerin sääntöä sekä lineaarisen yhtälöjärjestelmän ratkaisua käänteismatriisin avulla (matriisimenetelmä). Kaikki materiaalit esitetään yksinkertaisesti, yksityiskohtaisesti ja selkeästi, melkein kaikki lukijat voivat oppia ratkaisemaan järjestelmiä yllä olevilla menetelmillä.

Tarkastellaan ensin yksityiskohtaisesti Cramerin sääntöä kahden lineaarisen yhtälön järjestelmälle kahdessa tuntemattomassa. Mitä varten? ”Yksinkertaisin järjestelmä on loppujen lopuksi ratkaistavissa koulumenetelmällä, lukukausittaisella lisäyksellä!

Tosiasia on, että vaikka joskus, mutta sellainen tehtävä on - ratkaista kahden lineaarisen yhtälön järjestelmä kahdella tuntemattomalla käyttämällä Cramerin kaavoja. Toiseksi, yksinkertaisempi esimerkki auttaa ymmärtämään, kuinka Cramerin sääntöä käytetään monimutkaisemmassa tapauksessa - kolmen yhtälön järjestelmässä, jossa on kolme tuntematonta.

Lisäksi on olemassa kahdella muuttujalla varustettuja lineaarisia yhtälöjärjestelmiä, jotka on suositeltavaa ratkaista täsmälleen Cramerin säännön mukaan!

Harkitse yhtälöjärjestelmää

Ensimmäisessä vaiheessa laskemme determinantin , sitä kutsutaan järjestelmän päätekijä.

Gaussin menetelmä.

Jos , niin järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu, ja juurten löytämiseksi meidän on laskettava kaksi muuta determinanttia:
ja

Käytännössä yllä olevat tarkenteet voidaan merkitä myös latinalaisella kirjaimella.

Yhtälön juuret löytyvät kaavoista:
,

Esimerkki 7

Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä

Päätös: Näemme, että yhtälön kertoimet ovat melko suuria, oikealla puolella on desimaalimurto pilkulla. Pilkku on melko harvinainen vieras matematiikan käytännön tehtävissä, otin tämän järjestelmän ekonometrisesta ongelmasta.

Kuinka ratkaista tällainen järjestelmä? Voit yrittää ilmaista yhtä muuttujaa toisella, mutta tässä tapauksessa saat varmasti kauheita hienoja murtolukuja, joiden kanssa työskentely on erittäin hankalaa, ja ratkaisun suunnittelu näyttää aivan kamalalta. Voit kertoa toisen yhtälön 6:lla ja vähentää termiltä termiltä, ​​mutta samat murtoluvut näkyvät tässä.

Mitä tehdä? Tällaisissa tapauksissa Cramerin kaavat tulevat apuun.

;

;

Vastaus: ,

Molemmilla juurilla on äärettömät häntät ja niitä löytyy likimäärin, mikä on varsin hyväksyttävää (ja jopa yleistä) ekonometristen ongelmien kannalta.

Kommentteja ei tarvita täällä, koska tehtävä ratkaistaan ​​valmiiden kaavojen mukaan, mutta siinä on yksi varoitus. Kun käytät tätä menetelmää, pakollinen Tehtävän fragmentti on seuraava fragmentti: "Joten järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu". Muussa tapauksessa arvioija voi rangaista sinua Cramerin lauseen epäkunnioituksesta.

Ei ole tarpeetonta tarkistaa, mikä on kätevää suorittaa laskimella: korvaamme likimääräiset arvot järjestelmän kunkin yhtälön vasemmalla puolella. Tämän seurauksena oikealla puolella olevat numerot tulisi saada pienellä virheellä.

Esimerkki 8

Ilmaise vastauksesi tavallisilla virheellisillä murtoluvuilla. Tee sekki.

Tämä on esimerkki itsenäisestä ratkaisusta (esimerkki hienosta suunnittelusta ja vastaus oppitunnin lopussa).

Siirrymme tarkastelemaan Cramerin sääntöä kolmen yhtälön järjestelmälle, jossa on kolme tuntematonta:

Löydämme järjestelmän päätekijän:

Jos , niin järjestelmällä on äärettömän monta ratkaisua tai se on epäjohdonmukainen (ei ratkaisuja). Tässä tapauksessa Cramerin sääntö ei auta, sinun on käytettävä Gaussin menetelmää.

Jos , niin järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu, ja juurten löytämiseksi meidän on laskettava kolme muuta determinanttia:
, ,

Ja lopuksi vastaus lasketaan kaavoilla:

Kuten näette, "kolme kertaa kolme" -tapaus ei pohjimmiltaan eroa "kaksi kolmelta" -tapauksesta, vapaiden termien sarake "kävelee" peräkkäin vasemmalta oikealle päämääritteen sarakkeita pitkin.

Esimerkki 9

Ratkaise järjestelmä Cramerin kaavoilla.

Päätös: Ratkaistaan ​​järjestelmä Cramerin kaavoilla.

, joten järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu.

Vastaus: .

Itse asiassa tässä ei ole mitään erityistä kommentoitavaa, kun otetaan huomioon, että päätös tehdään valmiiden kaavojen mukaan. Mutta on pari huomautusta.

Tapahtuu, että laskelmien tuloksena saadaan "huonoja" pelkistymättömiä murtolukuja, esimerkiksi: .
Suosittelen seuraavaa "hoito"-algoritmia. Jos tietokonetta ei ole käsillä, teemme näin:

1) Laskelmissa voi olla virhe. Heti kun kohtaat "huonon" laukauksen, sinun on heti tarkistettava, onko onko ehto kirjoitettu uudelleen oikein. Jos ehto kirjoitetaan uudelleen ilman virheitä, sinun on laskettava determinantit uudelleen käyttämällä toisen rivin (sarakkeen) laajennusta.

2) Jos tarkistuksen tuloksena ei löytynyt virheitä, niin todennäköisesti tehtävän ehto oli kirjoitusvirhe. Tässä tapauksessa ratkaise tehtävä rauhallisesti ja HUOLELLISESTI loppuun asti ja sitten muista tarkistaa ja laadittava se puhtaana kappaleena päätöksen jälkeen. Murto-osan vastauksen tarkistaminen on tietysti epämiellyttävä tehtävä, mutta se on aseistariisuttava argumentti opettajalle, joka todella haluaa laittaa miinuksen mistä tahansa huonosta asiasta, kuten. Murtolukujen käsittely on kuvattu yksityiskohtaisesti esimerkin 8 vastauksessa.

Jos sinulla on tietokone käsillä, tarkista se automaattisella ohjelmalla, jonka voi ladata ilmaiseksi heti oppitunnin alussa. Muuten, on edullisinta käyttää ohjelmaa heti (jo ennen ratkaisun aloittamista), näet välittömästi välivaiheen, jossa teit virheen! Sama laskin laskee automaattisesti järjestelmän ratkaisun matriisimenetelmällä.

Toinen huomautus. Ajoittain tulee järjestelmiä, joiden yhtälöistä puuttuu joitain muuttujia, esim.

Tässä ensimmäisessä yhtälössä ei ole muuttujaa, toisessa ei ole muuttujaa. Tällaisissa tapauksissa on erittäin tärkeää kirjoittaa oikein ja HUOLELLISESTI päätekijä:
– puuttuvien muuttujien tilalle laitetaan nollia.
Muuten, on järkevää avata determinantit nollalla rivillä (sarakkeessa), jossa nolla sijaitsee, koska laskelmia on huomattavasti vähemmän.

Esimerkki 10

Ratkaise järjestelmä Cramerin kaavoilla.

Tämä on esimerkki itseratkaisusta (näyte ja vastaus oppitunnin lopussa).

Jos kyseessä on 4 yhtälöjärjestelmä, jossa on 4 tuntematonta, Cramerin kaavat kirjoitetaan samanlaisten periaatteiden mukaan. Voit nähdä elävän esimerkin Determinant Properties -oppitunnilla. Determinantin järjestyksen pienentäminen - viisi 4. kertaluvun determinanttia ovat melko ratkaisevia. Vaikka tehtävä muistuttaa jo kovasti professorin kenkää onnen opiskelijan rinnassa.

Järjestelmän ratkaisu käänteismatriisin avulla

Käänteismatriisimenetelmä on pohjimmiltaan erikoistapaus matriisiyhtälö(Katso määritellyn oppitunnin esimerkki nro 3).

Tämän osan tutkimiseksi sinun on kyettävä laajentamaan determinantteja, löytämään käänteismatriisi ja suorittamaan matriisin kertolasku. Asiaankuuluvat linkit annetaan selityksen edetessä.

Esimerkki 11

Ratkaise järjestelmä matriisimenetelmällä

Päätös: Kirjoitamme järjestelmän matriisimuotoon:
, missä

Katso yhtälöjärjestelmä ja matriisit. Millä periaatteella kirjoitamme elementtejä matriiseihin, luulen kaikkien ymmärtävän. Ainoa kommentti: jos yhtälöistä puuttuisi joitain muuttujia, niin matriisin vastaaviin paikkoihin pitäisi laittaa nollia.

Löydämme käänteisen matriisin kaavalla:
, missä on matriisin vastaavien elementtien algebrallisten komplementtien transponoitu matriisi.

Ensin käsitellään determinanttia:

Tässä determinanttia laajennetaan ensimmäisellä rivillä.

Huomio! Jos , niin käänteismatriisia ei ole olemassa, ja järjestelmää on mahdotonta ratkaista matriisimenetelmällä. Tässä tapauksessa järjestelmä ratkaistaan ​​eliminoimalla tuntemattomat (Gaussin menetelmä).

Nyt sinun on laskettava 9 alaikäistä ja kirjoitettava ne alaikäisten matriisiin

Viite: On hyödyllistä tietää kaksoisalaindeksien merkitys lineaarialgebrassa. Ensimmäinen numero on rivinumero, jossa elementti sijaitsee. Toinen numero on sen sarakkeen numero, jossa elementti sijaitsee:

Toisin sanoen kaksoisalaindeksi osoittaa, että elementti on ensimmäisellä rivillä, kolmannella sarakkeella, kun taas elementti on esimerkiksi 3. rivillä, 2. sarakkeessa

Gabriel Kramer - Sveitsiläinen matemaatikko, Johann Bernoullin, yhden lineaarisen algebran perustajista, opiskelija ja ystävä. Cramer käsitteli mielivaltaisen määrän lineaarisia yhtälöitä neliömatriisin kanssa. Hän esitti järjestelmän ratkaisun murtosarakkeen muodossa, jolla on yhteinen nimittäjä - matriisin determinantti. Cramerin menetelmä perustuu determinanttien käyttöön lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaisemisessa, mikä voi merkittävästi nopeuttaa ratkaisuprosessia. Tätä menetelmää voidaan soveltaa niin monen lineaarisen yhtälön järjestelmän ratkaisemiseen kuin jokaisessa yhtälössä on tuntemattomia. Tärkeintä on, että järjestelmän determinantti ei saa olla yhtä suuri kuin "0", niin Cramer-menetelmää voidaan käyttää ratkaisussa, jos "0" - tätä menetelmää ei voida käyttää. Tätä menetelmää voidaan soveltaa myös lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaisemiseen ainutlaatuisella ratkaisulla.

Cramerin lause. Jos järjestelmän determinantti on nollasta poikkeava, niin lineaariyhtälöjärjestelmällä on yksi ratkaisu, ja tuntematon on yhtä suuri kuin determinanttien suhde. Nimittäjä sisältää järjestelmän determinantin ja osoittaja sisältää determinantin, joka on saatu järjestelmän determinantista korvaamalla kertoimet tuntemattomalla vapailla termeillä. Tämä lause pätee minkä tahansa luokan lineaariyhtälöjärjestelmälle.

Oletetaan, että meille annetaan tällainen SLAE:

\[\left\(\begin(matriisi) 3x_1 + 2x_2 =1\\ x_1 + 4x_2 = -3 \end(matriisi)\oikea.\]

Cramerin lauseen mukaan saamme:

Vastaus: \

Missä voin ratkaista yhtälön Cramerin menetelmällä online-ratkaisijalla?

Voit ratkaista yhtälön verkkosivustollamme https: //. Ilmaisen online-ratkaisijan avulla voit ratkaista minkä tahansa monimutkaisen online-yhtälön muutamassa sekunnissa. Sinun tarvitsee vain syöttää tietosi ratkaisijaan. Voit myös katsoa video-ohjeet ja oppia ratkaisemaan yhtälön verkkosivuillamme. Ja jos sinulla on kysyttävää, voit kysyä niitä Vkontakte-ryhmässämme http://vk.com/pocketteacher. Liity joukkoomme, autamme aina mielellämme.

Olkoon lineaariyhtälöjärjestelmässä yhtä monta yhtälöä kuin riippumattomia muuttujia, ts. on muotoa

Tällaisia ​​lineaarisia yhtälöjärjestelmiä kutsutaan neliöllisiksi. Järjestelmän riippumattomien muuttujien kertoimista (1.5) muodostuvaa determinanttia kutsutaan järjestelmän päädeterminantiksi. Merkitsemme sitä kreikkalaisella D-kirjaimella.

. (1.6)

Jos päädeterminantissa mielivaltainen ( j th) sarake, korvaa se järjestelmän vapaiden jäsenten sarakkeella (1.5), niin saamme lisää n aputekijät:

(j = 1, 2, …, n). (1.7)

Cramerin sääntö Lineaaristen yhtälöiden toisen asteen ratkaisu on seuraava. Jos järjestelmän (1.5) päädeterminantti D on nollasta poikkeava, niin järjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu, joka voidaan löytää kaavoilla:

(1.8)

Esimerkki 1.5. Ratkaise yhtälöjärjestelmä Cramerin menetelmällä

.

Lasketaan järjestelmän päädeterminantti:

D¹0:sta lähtien järjestelmässä on ainutlaatuinen ratkaisu, joka löytyy kaavojen (1.8) avulla:

Täten,

Matrix-toiminnot

1. Matriisin kertominen luvulla. Toiminta matriisin kertomiseksi luvulla määritellään seuraavasti.

2. Jotta voit kertoa matriisin luvulla, sinun on kerrottava kaikki sen elementit tällä luvulla. Eli

. (1.9)

Esimerkki 1.6. .

Matriisin lisäys.

Tämä operaatio otetaan käyttöön vain saman järjestyksen matriiseille.

Kahden matriisin lisäämiseksi on tarpeen lisätä toisen matriisin vastaavat elementit yhden matriisin elementteihin:

(1.10)
Matriisilisäyksen operaatiolla on assosiatiivisuuden ja kommutatiivisuuden ominaisuuksia.

Esimerkki 1.7. .

Matriisi kertominen.

Jos matriisin sarakkeiden lukumäärä MUTTA vastaa matriisirivien lukumäärää AT, niin tällaisille matriiseille otetaan käyttöön kertolasku:

2

Näin ollen, kun kerrotaan matriisi MUTTA mitat m´ n matriisiin AT mitat n´ k saamme matriisin Kanssa mitat m´ k. Tässä tapauksessa matriisin elementit Kanssa lasketaan seuraavien kaavojen mukaan:

Ongelma 1.8. Etsi, jos mahdollista, matriisien tulo AB ja BA:

Päätös. 1) Löytää työtä AB, tarvitset matriisirivejä A kerrotaan matriisin sarakkeilla B:

2) Taideteos BA ei ole olemassa, koska matriisin sarakkeiden määrä B ei vastaa matriisirivien määrää A.

Käänteinen matriisi. Lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaiseminen matriisimenetelmällä

Matriisi A- 1:tä kutsutaan neliömatriisin käänteiseksi MUTTA jos tasa-arvo pätee:

mistä läpi minä tarkoittaa samaa kertaluokkaa olevaa identiteettimatriisia kuin matriisi MUTTA:

.

Jotta neliömatriisilla olisi käänteisarvo, on välttämätöntä ja riittävää, että sen determinantti on nollasta poikkeava. Käänteinen matriisi löytyy kaavasta:


, (1.13)

missä A ij- algebralliset lisäykset elementteihin aij matriiseja MUTTA(huomaa, että algebralliset lisäykset matriisin riveihin MUTTA on järjestetty käänteismatriisiin vastaavien sarakkeiden muotoon).

Esimerkki 1.9. Etsi käänteinen matriisi A- 1 matriisiin

.

Löydämme käänteisen matriisin kaavalla (1.13), joka tapauksessa n= 3 näyttää tältä:

.

Etsitään det A = | A| = 1 x 3 x 8 + 2 x 5 x 3 + 2 x 4 x 3 - 3 x 3 x 3 - 1 x 5 x 4 - 2 x 2 x 8 = 24 + 30 + 24 - 27 - 20 - 32 = - 1. Koska alkuperäisen matriisin determinantti on eri kuin nolla, käänteinen matriisi on olemassa.

1) Etsi algebralliset lisäykset A ij:

Käänteisen matriisin löytämisen helpottamiseksi sijoitimme algebralliset lisäykset alkuperäisen matriisin riveihin vastaaviin sarakkeisiin.

Muodostetaan saaduista algebrallisista lisäyksistä uusi matriisi ja jaetaan se determinantilla det A. Siten saamme käänteisen matriisin:

Lineaaristen yhtälöiden neliölliset järjestelmät, joissa on nollasta poikkeava päädeterminantti, voidaan ratkaista käyttämällä käänteismatriisia. Tätä varten järjestelmä (1.5) kirjoitetaan matriisimuodossa:

missä

Kerrotaan molemmat puolet yhtäläisyydestä (1.14) vasemmalla A- 1, saamme järjestelmän ratkaisun:

, missä

Siten neliöjärjestelmän ratkaisun löytämiseksi sinun on löydettävä järjestelmän päämatriisin käänteinen matriisi ja kerrottava se oikealla vapaiden termien sarakematriisilla.

Ongelma 1.10. Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä

käyttämällä käänteismatriisia.

Päätös. Kirjoitamme järjestelmän matriisimuotoon: ,

missä on järjestelmän päämatriisi, tuntemattomien sarake ja vapaiden termien sarake. Koska järjestelmän päätekijä , sitten järjestelmän päämatriisi MUTTA on käänteinen matriisi MUTTA-yksi . Käänteisen matriisin löytäminen MUTTA-1 , laske algebralliset komplementit matriisin kaikille elementeille MUTTA:

Saatuista luvuista muodostetaan matriisi (lisäksi algebralliset lisäykset matriisin riveihin MUTTA kirjoita asianmukaisiin sarakkeisiin) ja jaa se determinantilla D. Näin ollen olemme löytäneet käänteisen matriisin:

Järjestelmän ratkaisu löytyy kaavasta (1.15):

Täten,

Lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaiseminen tavallisilla Jordanin poikkeuksilla

Olkoon mielivaltainen (ei välttämättä neliö) lineaarinen yhtälöjärjestelmä:

(1.16)

Järjestelmään on löydettävä ratkaisu, ts. sellainen muuttujajoukko, joka täyttää järjestelmän (1.16) kaikki yhtäläisyydet. Yleisessä tapauksessa järjestelmällä (1.16) ei voi olla vain yksi ratkaisu, vaan myös ääretön määrä ratkaisuja. Sillä ei ehkä myöskään ole ratkaisuja ollenkaan.

Tällaisia ​​ongelmia ratkaistaessa käytetään hyvin tunnettua menetelmää tuntemattomien poistamiseksi koulukurssilta, jota kutsutaan myös tavallisten Jordanian eliminaatioiden menetelmäksi. Tämän menetelmän ydin on siinä, että yhdessä järjestelmän (1.16) yhtälöistä yksi muuttujista ilmaistaan ​​muilla muuttujilla. Sitten tämä muuttuja korvataan järjestelmän muilla yhtälöillä. Tuloksena on järjestelmä, joka sisältää yhden yhtälön ja yhden vähemmän muuttujan kuin alkuperäinen järjestelmä. Yhtälö, josta muuttuja ilmaistiin, muistetaan.

Tätä prosessia toistetaan, kunnes järjestelmään jää viimeinen yhtälö. Tuntemattomien eliminoinnissa jotkut yhtälöt voivat muuttua esimerkiksi todellisiksi identiteeteiksi. Tällaiset yhtälöt suljetaan pois järjestelmästä, koska ne ovat voimassa kaikille muuttujien arvoille eivätkä siksi vaikuta järjestelmän ratkaisuun. Jos tuntemattomien eliminointiprosessissa ainakin yhdestä yhtälöstä tulee yhtälö, jota ei voida täyttää millekään muuttujien arvolle (esimerkiksi ), niin päätellään, että järjestelmällä ei ole ratkaisua.

Jos epäjohdonmukaisia ​​yhtälöitä ei ratkennut, niin yksi sen jäljellä olevista muuttujista löytyy viimeisestä yhtälöstä. Jos viimeiseen yhtälöön jää vain yksi muuttuja, se ilmaistaan ​​numerona. Jos viimeiseen yhtälöön jää muita muuttujia, ne katsotaan parametreiksi ja niiden kautta ilmaistu muuttuja on näiden parametrien funktio. Sitten tehdään niin sanottu "käänteinen liike". Löytynyt muuttuja korvataan viimeksi muistiin tallennettuun yhtälöön ja löydetään toinen muuttuja. Sitten kaksi löydettyä muuttujaa korvataan toiseksi viimeiseen muistiin tallennettuun yhtälöön ja löydetään kolmas muuttuja ja niin edelleen ensimmäiseen muistiin tallennettuun yhtälöön asti.

Tuloksena saamme järjestelmän ratkaisun. Tämä ratkaisu on ainoa, jos löydetyt muuttujat ovat numeroita. Jos ensimmäinen löydetty muuttuja ja sitten kaikki muut riippuvat parametreista, niin järjestelmällä on ääretön määrä ratkaisuja (jokainen parametrijoukko vastaa uutta ratkaisua). Kaavoja, jotka mahdollistavat ratkaisun löytämisen järjestelmään tietystä parametrijoukosta riippuen, kutsutaan järjestelmän yleisiksi ratkaisuiksi.

Esimerkki 1.11.

x

Ensimmäisen yhtälön muistamisen jälkeen ja tuomalla samanlaiset termit toiseen ja kolmanteen yhtälöön, pääsemme järjestelmään:

Ilmaista y toisesta yhtälöstä ja korvaa se ensimmäisellä yhtälöllä:

Muista toinen yhtälö, ja ensimmäisestä löydämme z:

Teemme päinvastaisen liikkeen, löydämme peräkkäin y ja z. Tätä varten korvaamme ensin viimeiseksi muistiin tallennettuun yhtälöön , josta löydämme y:

.

Sitten korvataan ensimmäiseen muistiin tallennettuun yhtälöön mistä löydämme x:

Ongelma 1.12. Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä eliminoimalla tuntemattomat:

. (1.17)

Päätös. Ilmaistaan ​​muuttuja ensimmäisestä yhtälöstä x ja korvaa se toiseen ja kolmanteen yhtälöön:

.

Muista ensimmäinen yhtälö

Tässä järjestelmässä ensimmäinen ja toinen yhtälö ovat ristiriidassa keskenään. Todellakin ilmaistaan y , saamme, että 14 = 17. Tämä yhtäläisyys ei täyty millekään muuttujien arvolle x, y, ja z. Tästä syystä järjestelmä (1.17) on epäjohdonmukainen, ts. ei ole ratkaisua.

Lukijoita pyydetään varmistamaan itsenäisesti, että alkuperäisen järjestelmän päädeterminantti (1.17) on nolla.

Tarkastellaan järjestelmää, joka eroaa järjestelmästä (1.17) vain yhdellä vapaalla termillä.

Ongelma 1.13. Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä eliminoimalla tuntemattomat:

. (1.18)

Päätös. Kuten aiemmin, ilmaisemme muuttujan ensimmäisestä yhtälöstä x ja korvaa se toiseen ja kolmanteen yhtälöön:

.

Muista ensimmäinen yhtälö ja esitämme samanlaiset termit toisessa ja kolmannessa yhtälössä. Pääsemme järjestelmään:

ilmaiseva y ensimmäisestä yhtälöstä ja korvaamalla se toisella yhtälöllä , saamme identiteetin 14 = 14, joka ei vaikuta järjestelmän ratkaisuun ja siksi se voidaan sulkea pois järjestelmästä.

Viimeisessä muistissa olevassa yhtälössä muuttuja z pidetään parametrina. Me uskomme . Sitten

Korvaava y ja z ensimmäiseen ulkoa opetettuun tasa-arvoon ja löytää x:

.

Siten järjestelmällä (1.18) on ääretön joukko ratkaisuja, ja mikä tahansa ratkaisu voidaan löytää kaavojen (1.19) avulla valitsemalla parametrin mielivaltainen arvo t:

(1.19)
Siten järjestelmän ratkaisut ovat esimerkiksi seuraavat muuttujajoukot (1; 2; 0), (2; 26; 14) jne. Kaavat (1.19) ilmaisevat järjestelmän (1.18) yleisen (mitä tahansa) ratkaisun ).

Siinä tapauksessa, että alkuperäisessä järjestelmässä (1.16) on riittävän suuri määrä yhtälöitä ja tuntemattomia, esitetty tavallisten Jordanin eliminaatioiden menetelmä vaikuttaa hankalalta. Se ei kuitenkaan ole. Riittää, kun johdetaan algoritmi järjestelmän kertoimien uudelleen laskemiseksi yhdessä vaiheessa yleisessä muodossa ja formalisoidaan ongelman ratkaisu erityisten Jordan-taulukoiden muodossa.

Olkoon lineaaristen muotojen (yhtälöiden) järjestelmä:

, (1.20)
missä xj- riippumattomat (halutut) muuttujat, aij- vakiokertoimet
(minä = 1, 2,…, m; j = 1, 2,…, n). Järjestelmän oikeat osat y i (minä = 1, 2,…, m) voivat olla sekä muuttujia (riippuvaisia) että vakioita. Tähän järjestelmään on löydettävä ratkaisuja poistamalla tuntemattomat.

Tarkastellaanpa seuraavaa toimenpidettä, jota kutsutaan jäljempänä "yhdeksi tavanomaisten Jordan-poikkeuksien vaiheeksi". mielivaltaisesta ( r th) yhtäläisyys, ilmaisemme mielivaltaisen muuttujan ( x s) ja korvata kaikki muut yhtäläisyydet. Tämä on tietysti mahdollista vain, jos a rs¹ 0. Kerroin a rs kutsutaan ratkaisevaksi (joskus ohjaavaksi tai pääelementiksi).

Saamme seuraavan järjestelmän:

. (1.21)

From s järjestelmän yhtäläisyys (1.21), löydämme sen jälkeen muuttujan x s(kun muut muuttujat on löydetty). S Viisi muistetaan ja suljetaan sen jälkeen pois järjestelmästä. Jäljelle jäävä järjestelmä sisältää yhden yhtälön ja yhden vähemmän riippumattoman muuttujan kuin alkuperäinen järjestelmä.

Lasketaan tuloksena olevan järjestelmän (1.21) kertoimet alkuperäisen järjestelmän (1.20) kertoimilla. Aloitetaan r yhtälö, joka muuttujan ilmaisemisen jälkeen x s loput muuttujat näyttävät tältä:

Näin ollen uudet kertoimet r yhtälöt lasketaan seuraavilla kaavoilla:

(1.23)
Lasketaan nyt uudet kertoimet b ij(i¹ r) mielivaltaisesta yhtälöstä. Tätä varten korvaamme muuttujan (1.22) x s sisään i järjestelmän yhtälö (1.20):

Samankaltaisten ehtojen tuomisen jälkeen saamme:

(1.24)
Yhtälöstä (1.24) saadaan kaavat, joilla lasketaan järjestelmän (1.21) jäljellä olevat kertoimet (poikkeuksena r yhtälö):

(1.25)
Lineaaristen yhtälöjärjestelmien muunnos tavallisten Jordanian eliminaatioiden menetelmällä esitetään taulukoiden (matriisien) muodossa. Näitä pöytiä kutsutaan "Jordan-taulukoiksi".

Siten ongelma (1.20) liittyy seuraavaan Jordan-taulukkoon:

Taulukko 1.1

x 1 x 2 xj x s x n
y 1 = a 11 a 12 a 1j a 1s a 1n
…………………………………………………………………..
y i= a i 1 a i 2 aij a on a in
…………………………………………………………………..
y r= a r 1 a r 2 a rj a rs a rn
………………………………………………………………….
y n= olen 1 olen 2 a mj a ms amn

Jordan-taulukko 1.1 sisältää vasemman otsikkosarakkeen, johon kirjoitetaan järjestelmän oikeat osat (1.20), ja yläotsikon rivin, jolle kirjoitetaan riippumattomat muuttujat.

Muut taulukon elementit muodostavat järjestelmän (1.20) kertoimien päämatriisin. Jos kerromme matriisin MUTTA ylemmän otsikkorivin elementeistä koostuvaan matriisiin, niin saadaan matriisi, joka koostuu vasemman otsikkosarakkeen elementeistä. Eli pohjimmiltaan Jordan-taulukko on matriisimuoto, jolla kirjoitetaan lineaarinen yhtälöjärjestelmä: . Tässä tapauksessa seuraava Jordan-taulukko vastaa järjestelmää (1.21):

Taulukko 1.2

x 1 x 2 xj y r x n
y 1 = b 11 b 12 b 1 j b 1 s b 1 n
…………………………………………………………………..
y i = b i 1 b i 2 b ij b on b sisään
…………………………………………………………………..
x s = br 1 br 2 b rj brs b rn
………………………………………………………………….
y n = b m 1 b m 2 bmj b ms bmn

Salliva elementti a rs korostamme lihavoidulla. Muista, että Jordan-poikkeuksien yhden vaiheen toteuttamiseksi ratkaisevan elementin on oltava nollasta poikkeava. Sallivan elementin sisältävää taulukon riviä kutsutaan sallivaksi riviksi. Enable-elementin sisältävää saraketta kutsutaan enable-sarakkeeksi. Kun siirrytään tietystä taulukosta seuraavaan taulukkoon, yksi muuttuja ( x s) siirretään taulukon yläotsikkoriviltä vasempaan otsikkosarakkeeseen ja päinvastoin johonkin järjestelmän vapaista jäsenistä ( y r) siirretään taulukon vasemmasta otsikkosarakkeesta ylimmälle otsikkoriville.

Kuvataan algoritmi kertoimien uudelleenlaskemiseksi siirtyessään Jordan-taulukosta (1.1) taulukkoon (1.2), mikä seuraa kaavoista (1.23) ja (1.25).

1. Aktivoiva elementti korvataan käänteisellä numerolla:

2. Sallivan rivin loput elementit jaetaan sallivalla elementillä ja vaihda merkki päinvastaiseksi:

3. Muut aktivointisarakkeen elementit on jaettu sallivaan elementtiin:

4. Elementit, jotka eivät sisälly ratkaisevaan riviin ja ratkaisevaan sarakkeeseen, lasketaan uudelleen seuraavien kaavojen mukaan:

Viimeinen kaava on helppo muistaa, jos huomaat, että osat muodostavat murto-osan , ovat risteyksessä i- voi ja r-th rivit ja j th ja s-th sarakkeet (selvittävä rivi, ratkaiseva sarake ja rivi ja sarake, joiden leikkauskohdassa uudelleen laskettava elementti sijaitsee). Tarkemmin sanottuna, kun opettelet ulkoa kaavan voit käyttää seuraavaa kaaviota:

-21 -26 -13 -37

Suorita Jordanian poikkeusten ensimmäinen vaihe, mikä tahansa taulukon 1.3 elementti, joka sijaitsee sarakkeissa x 1 ,…, x 5 (kaikki määritetyt elementit eivät ole nollia). Sinun ei pitäisi valita vain aktivointielementtiä viimeisestä sarakkeesta, koska täytyy löytää riippumattomia muuttujia x 1 ,…, x 5. Valitsemme esimerkiksi kertoimen 1 muuttujan kanssa x 3 taulukon 1.3 kolmannella rivillä (aktivointielementti on lihavoitu). Kun siirrytään taulukkoon 1.4, muuttuja x Yläotsikkorivin 3 vaihdetaan vasemman otsikkosarakkeen (kolmas rivi) vakiolla 0. Samaan aikaan muuttuja x 3 ilmaistaan ​​jäljellä olevina muuttujina.

merkkijono x 3 (Taulukko 1.4) voidaan, aiemmin muistaen, jättää pois taulukosta 1.4. Taulukko 1.4 sulkee pois myös kolmannen sarakkeen, jonka yläotsikkorivillä on nolla. Asia on, että riippumatta tämän sarakkeen kertoimista b i 3 kaikki sitä vastaavat kunkin yhtälön 0 termit b i 3 järjestelmää on yhtä suuri kuin nolla. Siksi näitä kertoimia ei voida laskea. Yhden muuttujan poistaminen x 3 ja muistaen yhden yhtälön, päädymme taulukkoa 1.4 vastaavaan järjestelmään (viiva yliviivattuna x 3). Taulukossa 1.4 valitseminen ratkaisevaksi elementiksi b 14 = -5, siirry taulukkoon 1.5. Taulukossa 1.5 muistamme ensimmäisen rivin ja suljemme sen pois taulukosta neljännen sarakkeen kanssa (nolla ylhäällä).

Taulukko 1.5 Taulukko 1.6

Viimeisestä taulukosta 1.7 löydämme: x 1 = - 3 + 2x 5 .

Korvaamalla jo löydetyt muuttujat peräkkäin muistiin tallennettuihin riveihin, löydämme jäljellä olevat muuttujat:

Siten järjestelmässä on ääretön määrä ratkaisuja. muuttuja x 5, voit määrittää mielivaltaisia ​​arvoja. Tämä muuttuja toimii parametrina x 5 = t. Todistimme järjestelmän yhteensopivuuden ja löysimme sen yleisen ratkaisun:

x 1 = - 3 + 2t

x 2 = - 1 - 3t

x 3 = - 2 + 4t . (1.27)
x 4 = 4 + 5t

x 5 = t

Parametrin antaminen t eri arvoilla, saamme äärettömän määrän ratkaisuja alkuperäiseen järjestelmään. Joten esimerkiksi järjestelmän ratkaisu on seuraava muuttujien joukko (- 3; - 1; - 2; 4; 0).

Cramerin menetelmä perustuu determinanttien käyttöön lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaisemisessa. Tämä nopeuttaa huomattavasti ratkaisuprosessia.

Cramerin menetelmällä voidaan ratkaista niin monen lineaarisen yhtälön systeemi kuin jokaisessa yhtälössä on tuntemattomia. Jos järjestelmän determinantti ei ole nolla, niin ratkaisussa voidaan käyttää Cramerin menetelmää, jos se on nolla, niin ei. Lisäksi Cramerin menetelmällä voidaan ratkaista lineaarisia yhtälöjärjestelmiä, joilla on ainutlaatuinen ratkaisu.

Määritelmä. Tuntemattomien kertoimista koostuvaa determinanttia kutsutaan järjestelmän determinantiksi ja sitä merkitään (delta).

Determinantit

saadaan korvaamalla kertoimet vastaavissa tuntemattomissa vapailla termeillä:

;

.

Cramerin lause. Jos järjestelmän determinantti on nollasta poikkeava, niin lineaariyhtälöjärjestelmällä on yksi ratkaisu, ja tuntematon on yhtä suuri kuin determinanttien suhde. Nimittäjä sisältää järjestelmän determinantin ja osoittaja sisältää determinantin, joka on saatu järjestelmän determinantista korvaamalla kertoimet tuntemattomalla vapailla termeillä. Tämä lause pätee minkä tahansa luokan lineaariyhtälöjärjestelmälle.

Esimerkki 1 Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä:

Mukaan Cramerin lause meillä on:

Eli järjestelmän (2) ratkaisu:

online-laskin, Cramerin ratkaisumenetelmä.

Kolme tapausta lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaisemisessa

Kuten näkyy osoitteesta Cramerin lauseet, kun ratkaistaan ​​lineaarinen yhtälöjärjestelmä, voi esiintyä kolme tapausta:

Ensimmäinen tapaus: lineaariyhtälöjärjestelmällä on ainutlaatuinen ratkaisu

(järjestelmä on johdonmukainen ja varma)

Toinen tapaus: lineaariyhtälöjärjestelmällä on ääretön määrä ratkaisuja

(järjestelmä on johdonmukainen ja epämääräinen)

** ,

nuo. tuntemattomien ja vapaiden termien kertoimet ovat verrannollisia.

Kolmas tapaus: lineaariyhtälöjärjestelmällä ei ole ratkaisuja

(järjestelmä epäjohdonmukainen)

Järjestelmä siis m lineaariset yhtälöt kanssa n muuttujia kutsutaan yhteensopimaton jos sillä ei ole ratkaisuja, ja liitos jos siinä on ainakin yksi ratkaisu. Yhteistä yhtälöjärjestelmää, jolla on vain yksi ratkaisu, kutsutaan varma, ja enemmän kuin yksi epävarma.

Esimerkkejä lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaisemisesta Cramer-menetelmällä

Anna järjestelmän

.

Perustuu Cramerin lauseeseen

………….
,

missä
-

järjestelmän tunniste. Loput determinantit saadaan korvaamalla sarake vastaavan muuttujan (tuntemattoman) kertoimilla vapailla jäsenillä:

Esimerkki 2

Järjestelmä on siis varma. Ratkaisun löytämiseksi laskemme determinantit

Cramerin kaavoilla löydämme:



Joten (1; 0; -1) on ainoa ratkaisu järjestelmään.

Yhtälöjärjestelmien 3 X 3 ja 4 X 4 ratkaisujen tarkistamiseen voit käyttää online-laskinta, Cramer-ratkaisumenetelmää.

Jos lineaariyhtälöjärjestelmässä ei ole muuttujia yhdessä tai useammassa yhtälössä, niin determinantissa niitä vastaavat alkiot ovat nolla! Tämä on seuraava esimerkki.

Esimerkki 3 Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä Cramerin menetelmällä:

.

Päätös. Löydämme järjestelmän determinantin:

Katso huolellisesti yhtälöjärjestelmää ja järjestelmän determinanttia ja toista vastaus kysymykseen, missä tapauksissa yksi tai useampi determinantin alkio on nolla. Joten determinantti ei ole nolla, joten järjestelmä on määrätty. Ratkaisun löytämiseksi laskemme tuntemattomien determinantit

Cramerin kaavoilla löydämme:

Eli järjestelmän ratkaisu on (2; -1; 1).

Yhtälöjärjestelmien 3 X 3 ja 4 X 4 ratkaisujen tarkistamiseen voit käyttää online-laskinta, Cramer-ratkaisumenetelmää.

Sivun yläreunassa

Jatkamme järjestelmien ratkaisemista Cramer-menetelmällä yhdessä

Kuten jo mainittiin, jos järjestelmän determinantti on nolla ja tuntemattomien determinantit eivät ole nolla, järjestelmä on epäjohdonmukainen, eli sillä ei ole ratkaisuja. Havainnollistetaan seuraavalla esimerkillä.

Esimerkki 6 Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä Cramerin menetelmällä:

Päätös. Löydämme järjestelmän determinantin:

Järjestelmän determinantti on nolla, joten lineaarinen yhtälöjärjestelmä on joko epäjohdonmukainen ja määrätty tai epäjohdonmukainen, eli sillä ei ole ratkaisuja. Selvyyden vuoksi laskemme tuntemattomien determinantit

Tuntemattomien determinantit eivät ole yhtä suuria kuin nolla, joten järjestelmä on epäjohdonmukainen, eli sillä ei ole ratkaisuja.

Yhtälöjärjestelmien 3 X 3 ja 4 X 4 ratkaisujen tarkistamiseen voit käyttää online-laskinta, Cramer-ratkaisumenetelmää.

Lineaaristen yhtälöjärjestelmien tehtävissä on myös sellaisia, joissa muuttujia osoittavien kirjainten lisäksi on myös muita kirjaimia. Nämä kirjaimet tarkoittavat jotakin numeroa, useimmiten todellista numeroa. Käytännössä tällaiset yhtälöt ja yhtälöjärjestelmät johtavat ongelmiin minkä tahansa ilmiön ja kohteen yleisten ominaisuuksien löytämisessä. Eli keksit jonkin uuden materiaalin tai laitteen ja sen ominaisuuksien kuvaamiseksi, jotka ovat yleisiä kopioiden koosta tai lukumäärästä riippumatta, sinun on ratkaistava lineaarinen yhtälöjärjestelmä, jossa joidenkin muuttujien kertoimien sijaan on kirjaimia. Esimerkkejä ei tarvitse etsiä kaukaa.

Seuraava esimerkki koskee samanlaista ongelmaa, vain yhtälöiden, muuttujien ja kirjaimien määrä, jotka osoittavat jotain reaalilukua, kasvaa.

Esimerkki 8 Ratkaise lineaarinen yhtälöjärjestelmä Cramerin menetelmällä:

Päätös. Löydämme järjestelmän determinantin:

Determinanttien löytäminen tuntemattomille

Onko sinulla kysyttävää?

Ilmoita kirjoitusvirheestä

Toimituksellemme lähetettävä teksti: