- •Алгебраические дополнения
- •2) Понятие матрицы
- •3) Линейные операции над матрицами.
- •4) Транспонирование матриц
- •5) Обратная матрица
- •6) Матричный метод решения систем линейных уравнений.
- •7) Метод Крамера состоит в том, что мы последовательно находим главный определитель системы (5.3), т.Е. Определитель матрицы а
- •8) Метод элементарных преобразований
- •9) Ранг матрицы
- •Свойства ранга матрицы
- •11) Метод Гаусса
- •1) Векторы на плоскости и в пространстве - основные определения.
- •2) Операция сложения двух векторов - правило треугольника.
- •3)Линейная комбинация векторов
- •3) Базис. Разложение векторов по базису.
- •5) Ортогональные векторы. Ортонормированный базис.
- •6) Скалярное произведение
- •7) Векторным произведением векторов и называется вектор , который определяется следующими условиями:
- •8) Смешанным произведением векторов , и называется число, равное скалярному произведению вектора на вектор, равный векторному произведению векторов и .
- •13) Условия параллельности и перпендикулярности прямых
- •15) Векторно-параметрическое уравнение прямой
- •16) Уравнения прямой, проходящей через две данные точки
- •17) Прямая как линия пересечения двух плоскостей
- •18) Параллельность, перпендикулярность прямых, угол между прямыми
- •22) Деление отрезка в данном отношении
- •23) Пучок плоскостей
4) Транспонирование матриц
Транспонирование матриц – переход от матрицы А к матрице, в которой строки и столбцы поменялись местами с сохранением порядка.
Свойства:
5) Обратная матрица
Рассмотрим квадратную матрицу
.
Обозначим Δ =det A.
Квадратная матрица А называется невырожденной, или неособенной, если ее определитель отличен от нуля, и вырожденной, илиособенной, если Δ = 0.
Квадратная матрица В есть обратная матрица для квадратной матрицы А того же порядка, если их произведение А В = В А = Е, где Е - единичная матрица того же порядка, что и матрицы А и В.
Теорема. Для того, чтобы матрица А имела обратную матрицу, необходимо и достаточно, чтобы ее определитель был отличен от нуля.
Обратная матрица матрице А, обозначается через А1, так что В = А1 и вычисляется по формуле
, (1)
где А i j - алгебраические дополнения элементов a i j матрицы A..
Вычисление A-1 по формуле (1) для матриц высокого порядка очень трудоемко, поэтому на практике бывает удобно находить A-1 с помощью метода элементарных преобразований (ЭП). Любую неособенную матрицу А путем ЭП только столбцов (или только строк) можно привести к единичной матрице Е. Если совершенные над матрицей А ЭП в том же порядке применить к единичной матрице Е, то в результате получится обратная матрица. Удобно совершать ЭП над матрицами А и Е одновременно, записывая обе матрицы рядом через черту. Отметим еще раз, что при отыскании канонического вида матрицы с целью нахождения ранга матрицы можно пользоваться преобразованиями строк и столбцов. Если нужно найти обратную матрицу, в процессе преобразований следует использовать только строки или только столбцы.
6) Матричный метод решения систем линейных уравнений.
вида , которые в матричной форме записываются как , где - основная матрица системы, - матрица-столбец неизвестных переменных, - матрица свободных членов. Сначала опишем суть матричного метода, остановимся на условии применимости этого метода, далее подробно разберем решения нескольких примеров. Сразу оговоримся, что решение систем линейных алгебраических уравнений матричным методом и решение СЛАУ с помощью обратной матрицы есть одно и то же. Поэтому рекомендуем освежить в памяти теорию раздела обратная матрица: определение, свойства, методы нахождения. Приступим. Пусть для матрицы А порядка n на n существует обратная матрица . Умножим обе части матричного уравнения слева на (порядки матриц A ⋅ X и В позволяют произвести такую операцию, смотрите статью операции над матрицами, свойства операций). Имеем . Так как для операции умножения матриц подходящих порядков характерно свойство ассоциативности, то последнее равенство можно переписать как , а по определению обратной матрицы (E– единичная матрица порядка n на n), поэтому Таким образом, решение системы линейных алгебраических уравнений по матричному методу определяется равенством . Другими словами, решение СЛАУ находится с помощью обратной матрицы . Мы знаем, что квадратная матрица А порядка n на n имеет обратную матрицу только тогда, когда ее определитель не равен нулю. Следовательно, СИСТЕМУ n ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ С nНЕИЗВЕСТНЫМИ МОЖНО РЕШАТЬ МАТРИЧНЫМ МЕТОДОМ ТОЛЬКО ТОГДА, КОГДА ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ ОСНОВНОЙ МАТРИЦЫ СИСТЕМЫ ОТЛИЧЕН ОТ НУЛЯ. Рассмотрим матричный метод на примерах. В некоторых примерах мы не будем подробно описывать процесс вычисления определителей матриц, при необходимости обращайтесь к статье вычисление определителя матрицы.