Математика для инженеров(практика) I часть
.pdf2)элементы разрешающего столбца, расположенные ниже разрешающего элемента, обращаются в нули;
3)все прочие элементы матрицы вычисляются по правилу прямоугольника,
которое заключается в следующем: ведущий элемент [aks ] и эле-
Рис. 1
мент aij , который необходимо пересчитать, задают концы главной диагонали прямоугольника (рис. 1). По ним находят концы akj , ais побочной диагонали прямоугольника. Преобразованный элемент (aij )новый равен разности [aks ]×aij - akj × ais .
|
ì2x - 3x - 4x =15, |
||||
Пример 10. Решить систему |
ï |
1 |
+ x2 |
2 |
3 |
í-x1 |
- 2x3 =1, используя |
||||
|
ï3x |
+ x |
+ x |
= 3, |
|
|
î |
1 |
2 |
3 |
|
замечание.
Решение. Проведем элементарные преобразования расширенной
æ |
2 |
-3 |
-4 |
15 |
ö |
||
матрицы системы: (A |
|
b) = ç |
-1 |
1 |
-2 |
1 |
÷ . |
|
|
ç |
3 |
1 |
1 |
3 |
÷ |
|
|||||||
è |
ø |
Поменяем местами первую и вторую строки, предварительно умножив вторую строку на –1. Будем считать первый элемент первой
æ |
2 |
-3 |
-4 |
|
15ö |
æ |
1 |
-1 |
2 |
|
-1ö |
||
|
|
||||||||||||
|
ç |
[ ] |
-3 |
-4 |
|
||||||||
строки ведущим. Получим ç |
-1 |
1 |
-2 |
|
1 |
÷ |
2 |
|
15 |
÷ . |
|||
ç |
3 |
1 |
1 |
|
3 |
÷ |
ç |
3 |
1 1 |
|
3 |
÷ |
|
è |
|
ø |
è |
|
ø |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Согласно прямому ходу метода Гаусса элементы разрешающей строки остаются неизменными; элементы разрешающего столбца, расположенные ниже разрешающего элемента, обращаются в нули; остальные элементы пересчитываем по правилу 3):
51
æ |
[ ] |
-1 |
|
-1ö |
æ |
[ ] |
-1 |
|
-1ö |
||
1 |
2 |
|
|
1 |
2 |
|
|
||||
ç |
2 |
-3 |
-4 |
15 |
÷ |
ç |
0 |
-1 |
-8 |
17 |
÷ . |
ç |
3 |
1 1 |
3 |
÷ |
ç |
0 |
4 -5 |
6 |
÷ |
||
è |
ø |
è |
ø |
Теперь будем считать ведущим второй элемент второй строки и снова пересчитаем матрицу:
æ1 |
[ |
-1 |
2 |
|
-1ö |
æ1 |
[ |
-1 |
2 |
|
-1 ö |
|
|
||||||||||
ç |
] |
-8 |
|
÷ |
ç |
] |
-8 |
|
÷ |
||
ç0 |
|
-1 |
|
17 ÷ |
ç0 |
|
-1 |
|
17 ÷ . |
||
è0 |
|
4 |
-5 |
|
6 ø |
è0 |
|
0 37 |
|
-74ø |
Проведем обратный ход метода Гаусса. По последней матрице записываем систему уравнений, равносильную данной:
ìx |
- x |
+ 2x |
= -1, |
|
ï |
1 |
2 |
3 |
|
í |
|
x2 |
+ 8x3 |
= -17, |
ï |
|
|
37x |
= -74. |
î |
|
|
3 |
|
Начиная снизу вверх, последовательно находим: x3 = -2 ,
x2 + 8×(-2) = -17 Þ x2 = -1, x1 - (-1) + 2×(-2) = -1Þ x1 = 2. Итак, (2;−1;−2) – единственное решение данной системы. □
ì2x1 + x2 =1,
Пример 11. Решить систему ïx1 - x2 + x3 - x4 = 3,
íïx2 + 3x3 - x4 = 2,
îx1 + 2x2 - x3 + x4 = -2.
Решение. Проведем прямой ход метода Гаусса. Имеем
æ 2 |
1 |
0 |
0 |
1 |
ö |
|||
|
|
ç |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
3 |
÷ |
|
||||||||
(A |
|
b) = ç |
0 |
1 |
3 |
-1 |
2 |
÷. |
ç |
÷ |
|||||||
è |
1 |
2 |
-1 |
1 |
-2 |
ø |
Поменяем местами первую и вторую строки, и будем считать первый элемент первой строки ведущим:
|
|
|
|
|
|
|
æ |
[ ] |
-1 |
|
-1 |
|
|
æ2 1 |
0 |
0 |
1 ö |
1 |
1 |
3 ö |
|||||||
ç |
1 |
-1 1 |
-1 |
3 |
÷ |
ç |
2 |
1 |
0 |
0 |
1 |
÷ |
|
ç |
0 |
1 |
3 |
-1 |
2 |
÷ |
ç |
0 |
1 |
3 |
-1 |
2 |
÷ . |
ç |
1 |
2 |
-1 1 |
-2 |
÷ |
ç |
1 |
2 |
-1 1 |
-2 |
÷ |
||
è |
ø |
è |
ø |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пересчитаем элементы полученной матрицы, согласно прямому ходу метода Гаусса:
52
æ |
[ ] |
-1 1 |
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
3 ö |
æ1 -1 1 |
-1 |
3 |
ö |
|||||||||
ç |
2 |
1 |
0 |
0 |
1 |
÷ |
ç |
0 |
3 |
-2 |
2 |
-5 |
÷ |
|
ç |
0 |
1 |
3 |
-1 |
2 |
÷ |
ç |
0 |
1 |
3 |
-1 |
2 |
÷ . |
|
ç |
1 |
2 |
-1 1 |
-2 |
÷ |
ç |
0 |
3 |
-2 |
2 |
-5 |
÷ |
||
è |
ø |
è |
ø |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Далее считаем ведущим второй элемент второй строки и пересчитаем остаточную матрицу:
æ |
1 |
-1 1 |
-1 |
3ö |
æ |
1 |
-1 1 |
-1 |
3 ö |
||||
ç |
0 |
[ ] |
3 |
-1 |
2 |
÷ |
ç |
0 |
[ ] |
3 |
-1 |
2 |
÷ |
1 |
1 |
||||||||||||
ç |
0 |
3 |
-2 |
2 |
2 |
÷ |
ç |
0 |
0 |
11 -5 |
11÷ . |
||
ç |
0 |
3 |
-2 |
2 |
2 |
÷ |
ç |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
÷ |
è |
ø |
è |
ø |
Теперь проведем обратный ход метода Гаусса. По последней матрице записываем систему уравнений, равносильную данной:
ìx |
- x + x - |
x |
= 3, |
|||
ï |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
í |
|
x2 |
+ 3x3 |
- |
x4 |
= 2, |
ï |
|
|
11x |
- 5x |
=11. |
|
î |
|
|
3 |
|
4 |
|
Из последнего уравнения находим x3 = 115 x4 +1. Подставляем x3 во второе уравнение и получаем x2 + 1511 x4 + 3 - x4 = 2 . Откуда
x2 = -114 x4 -1 . Подставляя x2 , x3 в первое уравнение, имеем
x |
+ |
|
4 |
x |
+1+ |
|
5 |
x |
+1- x = 3 . Отсюда x = |
|
2 |
|
x |
+1. Таким образом, |
||||||||||||
11 |
11 |
11 |
||||||||||||||||||||||||
1 |
|
4 |
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
4 |
||||||||
получили общее решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ìx |
= |
|
2 |
|
x |
|
+1, |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
1 |
|
11 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
íx |
= - |
|
|
|
|
|
x -1, |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ïx |
= |
5 |
|
|
x |
|
+1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
3 |
|
11 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
î |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данной системы, записанное относительно базиса (x1; x2; x3) . □
30. Нахождение базисных решений системы линейных уравнений.
Совместная система линейных алгебраических уравнений называется неопределенной, если она имеет более одного решения. Важную роль в приложениях, в частности в линейном программировании, играют базисные решения такой системы уравнений. Запишем общее решение системы (1) в
виде (11).
53
Базисное решение получается из решения (11), если свободным неизвестным придать нулевые значения, т.е. положить
xr+1 = xr+2 = ... = xn = 0 . Тогда базисные неизвестные будут равны соответствующим свободным членам, т.е. x1 = c10 , x2 = c20 , ..., xr = cr 0 .
Полученное базисное решение (c10; c20; ... ; cr0; 0; ...; 0) соответствует базису (x1; ...; xr ) . Если общее решение записать в другом базисе, то получим другое базисное решение. Поскольку из системы n неизвестных можно образовать не больше, чем Cnr базисов, то базисных решений у системы (1)
может быть не более Cnr .
Пример 11. Найти все базисные решения системы
ìx |
+ 3x |
=14, |
||
ï 1 |
|
2 |
|
= 7, |
í2x1 |
- 3x3 |
|||
ï2x |
+ x |
|
= 7. |
|
î |
2 |
3 |
|
|
Решение. В результате системы приводится к виду:
æ x1 |
x2 |
x3 |
|
ö |
æ x1 |
|||
|
||||||||
ç |
1 |
3 |
0 |
14÷ |
ç |
1 |
||
( A | b) = ç |
Þ ç |
|||||||
[ ] |
0 |
-3 |
7 |
÷ |
0 |
|||
ç |
2 |
ç |
||||||
0 |
2 |
1 |
7 |
÷ |
0 |
|||
è |
ø |
è |
прямого |
|
хода |
расширенная |
|
матрица |
|||||||
x2 |
x3 |
|
14 |
ö |
æ x |
x |
x |
|
14 |
ö |
|
|
|
|
|
||||||||||
3 |
0 |
|
÷ |
ç |
11 32 |
03 |
|
÷ |
|
|||
[-6] |
-3 |
|
-21÷ |
Þ ç |
0 |
-6 -3 |
|
-21÷ |
Þ |
|||
2 |
1 |
|
7 |
÷ |
ç |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
÷ |
|
|
ø |
è |
|
ø |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
æ x |
x |
x |
|
ö |
|
|
ç |
1 |
2 |
3 |
14 |
÷ |
, которому соответствует система двух уравнений с |
Þ ç |
1 |
3 |
0 |
÷ |
||
ç |
0 |
2 |
1 |
7 |
÷ |
|
è |
ø |
|
тремя неизвестными. Так что, в общем решении системы две базисные неизвестные выражаются через одну свободную. Возможные свободные неизвестные x1, x2 или x3 .
Пусть x1 = 0 . Тогда последняя матрица запишется так:
æ x |
x |
14 |
ö |
, |
|
ç |
32 |
03 |
÷ |
||
ç |
2 |
1 |
7 |
÷ |
|
è |
ø |
|
из которой следует x2 = 143 , 2 ×143 + x3 = 7 Þ x3 = - 73.
54
Таким образом, в базисе (x , x ) |
базисное решение |
æ |
0; |
14 |
; - |
7 |
ö . |
ç |
|
|
|||||
2 3 |
|
3 |
|
3 |
÷ |
||
|
|
è |
|
ø |
Пусть теперь x2 = 0 . Тогда указанная выше матрица запишется в
æ x |
x |
14 |
ö |
и, значит, |
x |
=14 , x = 7 , а базисное решение |
|
форме ç |
11 |
03 |
÷ |
||||
ç |
0 |
1 |
7 |
÷ |
|
1 |
3 |
è |
ø |
|
|
|
( |
|
) |
. |
|
|
|
|
|
|
14; 0; 7 |
|
|
|
|
|
|
|
||
При x |
= 0 соответствующая матрица имеет вид |
æ x |
x |
|
14 |
ö |
|||
|
|||||||||
ç |
11 |
32 |
|
÷ . |
|||||
3 |
|
|
|
ç |
0 |
2 |
|
7 |
÷ |
|
|
|
|
è |
|
ø |
Отсюда x = 7 ; x =14 - 7 ×3 = 7 . Базисное решение æ 7 ; 7 ; 0ö . Итак,
2 1 ç ÷
2 2 2 è 2 2 ø
базисные решения данной системы следующие:
æ |
0; |
14 |
; |
-7 |
ö |
, |
(14; |
0; 7) , |
æ 7 |
; |
7 |
; 0 |
ö |
. □ |
||
ç |
|
|
|
÷ |
ç |
|
|
÷ |
||||||||
3 |
3 |
|
2 |
|||||||||||||
è |
|
|
ø |
|
|
|
è 2 |
|
|
ø |
|
Задания для самостоятельной работы
1.Решить системы матричным методом и по формулам Крамера. Результаты сравнить.
1) |
ì3x + 4y - 2 = 0, |
2) |
ì3x - 5y -15 = 0, |
3) |
ì6x - 7 y + 39 = 0, |
||||
í |
í |
|
= 0; |
í |
|
|
|||
|
îx - 2y - 4 = 0; |
|
î2x - y - 3 |
|
î7x + 6y - 82 = 0; |
||||
|
ì3x + y = -7, |
|
|
ì7x + 8y = 40, |
|
ì3x - x |
+ x = 4, |
||
4) |
5) |
6) |
ï |
1 2 |
3 |
||||
í |
í |
|
íx1 |
+ 2x2 - 3x3 = -3, |
|||||
|
î5x + 3y = -13; |
|
|
î6x - 5y |
= 58; |
|
ïx - x - x = -2; |
||
|
|
|
|
|
|
|
î 1 |
2 |
3 |
|
ìx + 7x + x = 7, |
|
ì2x - x = -5, |
||||
|
ï |
1 |
2 3 |
|
ï |
1 |
3 |
7) |
í-x1 |
+ x3 = -1, |
8) |
íx1 |
+ 4x2 - 3x3 = -10, |
||
|
ï2x - 2x =1; |
|
ïx |
- x |
+ 4x =11; |
||
|
î |
2 |
3 |
|
î 1 |
2 |
3 |
ìx1 - x2 = -1,
9)ïíx2 - x3 = -2,
ïîx3 - x1 + x2 = 3;
|
ìx + x + x =1, |
|
ì6x - 3x |
- x = 0, |
|||
|
ï 1 |
2 3 |
|
ï |
1 |
2 |
3 |
10) |
í2x1 |
- 2x2 + x3 = -3, |
11) |
í3x1 + 9x2 |
+ 5x3 =19, |
||
|
ï |
- x2 - 2x3 = 4; |
|
ï |
|
- 3x2 |
+ x3 = -1; |
|
î7x1 |
|
î3x1 |
55
|
ì15x |
|
+ 5x |
|
-10x =11, |
|
ì3x |
- 4x + x |
=1, |
|
||||||||||
|
ï |
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
ï |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
||
12) |
í25x1 - 35x2 -15x3 = -13, |
13) |
í4x1 + x3 = 2, |
|
|
|
||||||||||||||
|
ï |
|
|
+ 5x2 |
= 4; |
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
î5x1 |
|
îx2 - 3x3 = 6; |
|
|
|
||||||||||||||
|
ì6x - 6x +12x = -23, |
|
ìx |
- x + 3x |
=14, |
|
||||||||||||||
|
ï |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
ï |
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
14) |
í12x1 + 6x2 - 3x3 =14, |
15) |
í5x1 - 8x2 + 6x3 = 37, |
|
||||||||||||||||
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
î10x1 - 2x3 = 9; |
|
î2x1 - x2 + x3 = 7; |
|
||||||||||||||||
|
ì-x |
+ 2x |
|
- x = 5, |
|
ìx - 2x |
+ x |
= -17, |
|
|||||||||||
|
ï |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
ï |
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
16) |
íx1 |
+ x2 = 3, |
|
17) |
íx1 + x2 - 4x3 =19, |
|
||||||||||||||
|
ï |
|
- 5x2 + 3x3 = -6; |
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
îx1 |
|
î9x1 - 3x2 + x3 = -24; |
|
||||||||||||||||
|
ì3x - x = 6, |
|
|
ì5x + x - x = 9, |
|
|||||||||||||||
|
ï |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
ï |
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
18) |
íx1 |
+ x2 |
- 5x3 |
= -12, |
19) |
íx1 |
+ |
5x2 |
- x3 |
= 9, |
|
|||||||||
|
ïx |
+ x |
+ 3x |
= 4; |
|
ïx |
+ x - 5x |
= -11; |
|
|||||||||||
|
î |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
î |
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
ìx - 3x + 5x = 3, |
|
ì8x + 2x - 8x = 9, |
|
||||||||||||||||
|
ï |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
ï |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|||
20) |
í7x1 + x2 - x3 = 29, |
21) |
í6x1 + 2x2 - 8x3 =15, |
|
||||||||||||||||
|
ï2x |
+ 6x |
+ 5x = 25; |
|
ï4x |
+ x + 4x |
|
= 5; |
|
|||||||||||
|
î |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
î |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
||
|
ì3x - 7x - x = -7, |
|
ìx + x - x = -3, |
|
||||||||||||||||
|
ï |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
ï 1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
22) |
í4x1 - 2x2 = -2, |
23) |
í-x1 + x2 + x3 = -1, |
|
||||||||||||||||
|
ï |
|
|
+ x2 - 3x3 =1; |
|
ï |
|
|
+ 3x2 = -2; |
|
||||||||||
|
î-x1 |
|
î12x1 |
|
||||||||||||||||
|
ìx |
+ 3x |
|
=1, |
|
|
ì3x - 7x |
+ 5x |
|
= 38, |
|
|||||||||
|
ï |
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
ï |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|||
24) |
íx1 + 3x2 =14, |
25) |
í4x1 + x2 - 6x3 = -31, |
|
||||||||||||||||
|
ï |
|
|
+ x3 = 5; |
|
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
î3x1 |
|
|
î8x1 - x2 + x3 = -1. |
|
|||||||||||||||
2. Решить матричные уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1) (02 |
53)× X = (1725); 2) (-32 65)× X = (-64); |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3) X ×(1 -1) |
= ( |
6 2 ); 4) |
( 0 5)× X ×(3 0 )= (20 -10); |
|||||||||||||||||
|
|
2 5 |
|
|
|
10 31 |
-3 1 |
|
|
1 -2 |
|
|
-5 -2 |
|
||||||
5) (-2 1 )× X = (-11 5 ); 6) ( 3 -2)× X ×( 3 5 )= ( 24 38 ); |
||||||||||||||||||||
|
5 -1 |
|
|
|
|
29 -8 |
-1 2 |
|
|
-2 -3 |
-12 |
-18 |
||||||||
7) X ×(6 3 ) |
= ( |
7 -4); 8) |
(2 1)× X ×( |
6 1)= (18 4); |
|
|||||||||||||||
|
|
7 |
|
-4 |
|
|
6 3 |
0 1 |
|
|
|
-2 0 |
|
14 2 |
|
56
9) |
æ |
2 |
5 |
1ö |
× |
æ |
5 ö |
; |
10) |
æ3 |
0 |
-6ö |
× |
æ |
-27ö |
; |
|
|
|||||||||
ç |
-1 |
|
3 |
0 |
÷ |
X = ç |
-2 |
÷ |
ç |
2 |
1 |
-1 |
÷ |
X = ç |
-3 |
÷ |
|
|
|||||||||
|
ç |
0 |
7 |
1 |
÷ |
|
ç |
1 |
÷ |
|
|
ç |
3 |
0 |
2 |
÷ |
|
ç |
|
5 |
÷ |
|
|
|
|||
|
è |
ø |
|
è |
ø |
|
|
è |
ø |
|
è |
|
ø |
|
|
|
|||||||||||
11) |
æ |
6 |
1 |
|
8ö |
× X = |
æ |
12 ö |
;12) |
æ3 2 0 ö |
× X = |
æ |
3 |
|
-2ö |
; |
|||||||||||
ç |
-2 5 |
|
4 |
÷ |
ç |
-8 |
÷ |
ç |
0 |
1 |
-2 |
÷ |
ç |
-2 |
-5 |
÷ |
|||||||||||
|
|
ç |
3 |
0 |
|
0 |
÷ |
|
ç |
3 |
÷ |
|
ç |
1 |
-2 3 |
÷ |
|
ç |
4 |
|
8 |
÷ |
|
||||
|
|
è |
|
ø |
|
è |
ø |
|
è |
ø |
|
è |
|
ø |
|
|
æ-1 1 3ö |
× X |
|
æ -3 0 |
|
12 ö |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
13) ç |
4 |
-5 |
0 |
÷ |
= ç |
14 |
-15 |
-28 |
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
ç |
0 2 0 |
÷ |
|
|
|
ç |
-4 6 |
|
|
8 |
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
è |
ø |
|
|
|
è |
|
|
ø |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
æ |
3 |
|
2 1 ö æ-2 |
4 0 ö |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
14) X ×ç |
-2 |
|
4 |
|
|
0 |
÷ |
= ç |
3 |
3 |
-2 |
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ç |
|
|
|
|
|
|
÷ |
|
ç |
-2 4 0 |
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
è |
0 1 -3ø è |
ø |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
æ 2 |
|
4 |
|
-1ö |
|
|
|
4 |
-3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
15) X ×ç |
3 |
|
0 |
|
-1÷ = (9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
ç |
1 |
|
0 |
|
0 |
÷ |
|
13 |
12 |
-5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
è |
|
|
ø |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. Решить методом Гаусса системы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
ìx1 |
+ x2 |
- x3 |
+ x4 |
=13, |
|
|
|
|
|
|
|
ìx2 |
+ 2x3 |
- x4 |
=1, |
|||||||||||||||
|
ïx |
- 2x |
|
+ x |
|
- x |
|
= -13, |
|
|
|
|
|
|
ï3x - x |
|
+ x |
|
=1, |
||||||||||||
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
4 |
= 2, |
||||||
1) í4x - x |
|
+ x |
|
= 0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) íx |
+ x |
+ 4x |
|
||||||||||||||
|
ï |
|
|
1 |
2 |
|
3 |
- x |
|
=1; |
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
1 |
|
3 |
|
4 |
|
||||||
|
î |
2x + x |
|
+ x |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
î |
x |
- x |
2 |
+ x |
+ x = -3; |
||||||||||||
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
3 |
|
4 |
||||||
|
ì2x1 - x2 + x3 + x4 = 9, |
|
|
|
|
|
|
|
ì2x1 - x2 + 2x4 = 4, |
||||||||||||||||||||||
|
ï-x |
+ 2x |
=10, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ïx |
- 3x |
|
+ x |
|
= 2, |
||||||||||||
3) |
ï |
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
1 |
|
|
2 |
4 |
|
||
í |
x |
+ x |
+ 4x |
|
=18, |
|
|
|
|
|
|
|
|
4) í |
x |
- x |
|
+ 3x |
|
= 2, |
|||||||||||
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
|
4 |
|
|||||
|
ï-2x - 2x + x + x = 7; |
|
|
|
|
|
|
ïx - x + x = 8; |
|||||||||||||||||||||||
|
î |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
î |
|
1 |
|
|
2 |
|
4 |
|
|
|||
|
ìx1 + x2 =1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ìx2 + x3 - x4 =1, |
|
|
|
|||||||||||||||
|
ïx + x = 2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ïx - x + x =1, |
|
|
|
|||||||||||||||
5) |
ï |
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6) |
ï |
1 |
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
í |
x |
+ x |
= 2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
í |
x |
+ x + x |
|
= 2, |
|
|
|
|||||||||||
|
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
4 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ïx - x = 3; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ïx - x + x + x = -2; |
||||||||||||||||||
|
î |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
î |
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
ìx |
- x - x =1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
ì3x - x - 2x - x =1, |
||||||||||||||||||||
7) |
ïx1 |
+ x2 |
+ x4 |
= 6, |
|
|
|
|
|
|
8) |
ïx |
1+ 2x2 |
- 3x3 |
+ x4 = 2, |
||||||||||||||||
í |
|
1 |
- |
2 |
|
4 |
|
= 4, |
|
|
|
|
|
í |
1 |
2 |
|
|
|
3 |
+ |
4 |
= 0, |
||||||||
|
ï |
x |
2x |
|
+ x |
|
|
|
|
|
|
|
|
5x + 2x |
2 |
- x |
4x |
||||||||||||||
|
|
1 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
1 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
||||
|
îx1 |
- x2 |
+ x4 |
= 4; |
|
|
|
|
|
|
|
|
î3x1 - x2 |
+ x3 + |
2x4 = -2; |
57
ìx3 + x4 =1,
9) ïx1 + 2x2 - x4 =1,
íïx1 + x2 - x3 + x4 = 2, îx1 + x2 + x3 - x4 =12;
ìx1 - x2 + 3x4 = 5, 11) ïíx1 - x2 + x4 = 2,
ïî-x1 + x2 + 2x3 - x4 =1; ìx3 + x4 =1,
13) ïïx1 + 2x2 - x4 =1,
íïx1 + x2 - x3 + x4 = 2, ïîx1 + x2 + x3 - x4 =1;
2+ x3 - 2x4 = 2,
15)ï3x1 - x2 + x3 + x4 = 5, íïx1 + x3 + x4 = -3,
îx1 - x2 + x3 = -5;ì2x
|
ìx |
+ x |
- x |
+ x =1, |
||||
|
ï 1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
17) |
í4x1 |
- 2x2 + 3x3 - 3x4 = 8, |
||||||
|
ï4x |
- 5x |
|
+ x = 0; |
||||
|
î |
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
ì2x |
+ x |
2 |
+ x |
|
= -1, |
||
|
ï |
1 |
|
|
4 |
|
||
19) |
í3x1 - 2x2 + 3x3 - 3x4 =1, |
|||||||
|
ï4x |
- 4x + x = -1; |
||||||
|
î |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
ìx1 - 4x2 + x3 - 2x4 =18,
21)ïïx1 - x2 + x3 + x4 =14, íïx1 + 2x3 + 4x4 =10,
ïî-x1 - x2 + x3 + x4 = -20;
|
ìx |
+ 3x |
- 4x |
4 |
=10, |
||
|
ï |
1 |
|
2 |
|
|
|
23) |
íx1 |
- 4x2 |
+ 2x4 |
= -3, |
|||
|
ï7x |
|
- 2x - x |
4 |
= 3; |
||
|
î |
1 |
|
3 |
|
ìx1 - x2 + x3 + x4 = 5,
10)ïx1 - 4x2 + x4 = 21,
íï-2x1 + x2 + 3x3 + x4 = 21, î-x1 + x2 + 2x3 - x4 =10;
12)ìx1 - 4x2 + 3x3 = 40,
íîx2 + 2x3 - x4 =10;
14)ì6x2 - 3x3 - x4 =12,
íî3x1 - x2 + 2x4 =15;
|
ì3x + x - x + 2x = 4, |
|||||||||||
|
ï |
|
1 |
|
2 |
|
4 |
|
5 |
|
||
16) |
íx1 |
- x2 |
|
+ x5 |
|
= |
8, |
|
||||
|
ïx |
+ 3x |
|
+ x |
|
- x =16; |
||||||
|
î |
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
5 |
|
||
|
ìx |
- x |
|
+ 2x |
|
= 5, |
|
|||||
|
ï |
1 |
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
18) |
í3x1 - 4x2 + x4 = 7, |
|
||||||||||
|
ïx |
- x |
|
+ x |
|
= 8; |
|
|||||
|
î |
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
ìx2 - 2x3 + x4 =10, |
|
||||||||||
|
ïx - x + 2x + x = 6, |
|||||||||||
20) |
ï |
1 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
4 |
|
|
í |
x |
+ x |
- x |
|
= 4, |
|
||||||
|
ï |
|
|
|||||||||
|
1 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
ïx - x - 2x + x = 8; |
|||||||||||
|
î |
1 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
4 |
|
|
|
ì3x - x |
|
+ 2x |
+ x |
=16, |
|||||||
|
ï |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
3 |
4 |
|
|
22) |
ïx1 + 2x2 - x3 = 3, |
|
||||||||||
í |
x |
+ x |
+ x |
|
= 4, |
|
||||||
|
ï |
|
|
|||||||||
|
1 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
ïx |
- x |
|
+ x |
|
= 6; |
|
|||||
|
î |
1 |
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
ìx |
- x |
+ 3x |
|
|
- x =10, |
||||||
|
ï |
1 |
|
2 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
24) |
í3x1 |
- 2x2 + x4 |
= 20, |
|
||||||||
|
ï2x |
|
- x |
|
|
+ 2x |
|
- x - x =10; |
||||
|
î |
1 |
2 |
|
|
|
3 |
4 |
5 |
58
ìx2 + 2x4 - x5 = 20,
25) ïïx1 + 3x2 - x5 = -20,
íïx1 - 3x2 + x5 =18,
ïîx1 + x2 + 2x3 - x4 - x5 = -12; ì2x1 - x2 + x3 + x4 = 0,
27) ïïx1 - 4x2 + x4 =1,
íï-2x1 + x2 - 2x3 + x4 = 2, ïîx1 - 3x2 + 2x3 + x4 = 0;
ì2x1 + 2x2 - x4 + x5 = 20, 29) ïíx1 - 2x2 + x5 = 4,
ïîx1 - x2 + x3 - x5 = 7;
ìx1 + 2x2 - x3 + 2x4 =12,
31) ïïx1 - 3x2 + 2x4 = 0,
íï2x1 + x2 - 3x3 + 4x4 = 4, ïîx1 - x2 + 2x3 - x4 =12; ì2x1 + x4 = 5,
33) ïïx1 - x2 =10,
íïx2 - x3 =10, ïîx1 - x4 =10;
ìx1 + 2x2 - x4 + 4x5 = 8, 35) ïíx1 - 2x2 - x5 = -4,
ïîx1 - x2 + 3x3 - 2x5 = 6;
ì-2x1 + x2 + 2x4 = 4,
37)ïí3x1 - 4x3 + x4 = 2, ïî-x1 + x3 + x4 = 2;
ì2x1 - x2 + x4 + x5 = 0,
26) ïïx1 - 3x2 = 3,
íïx1 + 3x2 - 2x3 - x4 + x5 = 0, ïîx1 - x4 - x5 = 0;
ìx1 - x2 - x3 = 2,
28) ïïx1 - x2 + x4 =1,
íïx1 + x2 + x3 + x4 = 0, ïîx1 + x2 + x3 - x4 =1;
ìx1 + x2 - 4x4 + x5 = 0, 30) ïíx1 - 5x2 + x5 = 0,
ïî2x1 + x2 + 2x3 - x5 = 0; ì4x1 - 2x2 + x4 + x5 =1,
32) ïïx1 - 2x2 + 3x3 - x5 = 3,
íï2x1 - x5 = 2, ïî3x2 - x3 =1;
ìx1 - x2 + x3 - 2x4 = -2,
34) ïïx1 + x2 - x3 + x4 = -4, íïx2 - 2x3 =1,
ïîx1 + x2 - x3 - x4 = -4;
ì4x1 - 2x2 + x4 = 28, 36) ïíx1 - 4x2 + 2x4 =14,
ïî2x1 - x2 + x3 = 7; ìx1 + 3x2 - x3 = 2,
38) ïï2x1 - x2 + x4 = -2,
íï3x2 - x3 + 2x4 = 4, ïîx1 + 2x4 = -6;
59
|
ì2x1 + x2 + 4x4 = -3, |
|
ìx1 + x2 + x4 - 2x5 = 0, |
|||
|
|
ï2x - x = 4, |
||||
39) |
ï |
- x = 4, |
40) |
ï |
2 |
5 |
íx |
í |
+ 3x3 - 2x5 = 2, |
||||
|
ï 1 |
4 |
|
ïx1 |
||
|
î3x1 - x2 + 2x3 - 2x4 = 8; |
|
ï2x + x - x - x = 2. |
|||
|
|
|
|
î |
1 |
2 3 4 |
4.Выяснить, совместна ли система. Если совместна, то найти ее решение.
ì5x1 + x2 - 2x3 = -14, 1) ïíx1 + 5x2 - x3 = 3,
ïîx1 + 2x2 + 3x3 =12;
ìx1 - x2 + 3x3 = 8, 3) ïí-2x1 + 6x2 - x3 = 3,
ïî3x1 - 7x2 + 4x3 = 6;
ìx1 - x2 + x3 = 0, 5) ïí2x1 + x2 - x3 = 3,
ïî6x1 - 3x2 + 3x3 = 4;
ì-x1 + 6x2 + 5x3 =14, 7) ïí4x1 - 7x2 + 8x3 =16, ïî2x1 - 4x2 + 3x3 = 20;
ì3x1 - 5x2 + 2x3 = 0, 9) ïí4x1 - x2 + 2x3 = 4,
ïîx1 + 4x2 = 5;
ìx1 - x2 + x3 - x4 = 2,
11) ïï-x1 + x2 + x3 - x4 = -3, íïx1 - x2 + x4 =1,
ïîx1 + x3 + x4 =1;
ìx1 - 3x2 + x3 + 2x4 = -4, ïïx1 - 4x2 + x4 = 2,
íïx1 - x2 + x3 =1,
ïî2x1 + 2x3 - 2x4 = 9;
=5,
2)ïí7x1 - 5x2 + x3 =1, ïîx1 - 9x2 + 3x3 = -11;2x2 - x3ì3x1 +
ì2x1 + 4x2 + x3 = 3,
4)ïíx1 - 5x2 - 6x3 = 9, ïîx1 - 8x2 +13x3 = 0;
ì2x1 - x2 - 2x3 =1, 6) ïíx1 + 2x2 - x3 = 2,
ïîx1 - 2x2 - 6x3 = 2;
ì10x1 + x2 + x3 = 0, 8) ïí2x1 - x3 = 0,
ïîx1 - 4x3 = 8;
-x3 =18,
10)ïí-x1 + 4x2 + x3 =13, ïî-3x1 + 4x2 + x3 = 0;ì-5x1 + x2
12)
60