Первый семестр / Лекции ФЭЛ вечерка МУС К.Ф. / Матрицы и СЛАУ / 6 МУ 7 ОМ
.pdf§6 Матричные уравнения AX-B и XA=B. Обратная матрица. |
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Пусть заданы числовые матрицы AN=ANXN и BNXR [B , B |
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,..., BR ] |
, где (B )N X T , K 1 R - |
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1 |
K
столбцы матрицы B.
Определение Матричным уравнением (МУ) называется равенство A∙X = B, где X=[X1; X2;…; XR]NXR – искомая матрица- решение МУ.
Следствия. 1) Если R=1, МУ A∙X =B соответствует СЛАУ.
R>1: (A∙X)NXR = BNXR (A∙X1; A∙X2:…; A∙XR)=(B1;B2;…;BR) {A∙XK=BK, K
R СЛАУ с одинаковой матрицей A и различными «правыми частями» BK.
2) Множество решений МУ находится методом Жордана-Гаусса приведением расширенной матрицы МУ РМ= [A || B1 | B2 | ... | BR ] к одному из трёх видов (I II III), при этом:
-«нулевая строка» RI= (0…0||0|≠0|…|0) из РМ удаляется;
-появление «ненулевой строки» RI= (0…0||0|≠0|…|0) ᴓ- МУ решений не имеет!
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X1 1 |
X1 2 |
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РМ |
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S2 1( 3) |
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X2 1 |
X2 2 |
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S |
(1) |
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1 0 |
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! X |
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: |
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3 8 5 6 |
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M 2 ( |
) |
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0 |
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9 16 7 8 |
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X A B приводится к (2) транспонированием обеих частей МУ :
3) МУ |
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Ж Г |
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( X A)T BT AT X T BT X T X ( X T )T |
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ЭКЗ: Решить МУ |
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X1 1 |
X1 2 |
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X2 1 |
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AN X N XM |
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A X K |
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K |
BN XM |
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B [B |
; B ;...; B ; ] B |
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[B |
; B |
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;...; B |
]T ; |
A (C ;...; C ) |
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BK |
СЛАУ ; |
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1 |
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2 |
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M |
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K |
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1K |
2 K |
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N K |
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T |
M |
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1 |
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X [ X |
1 |
; X |
2 |
;...; X |
M |
; ] |
X |
K |
[ X |
; |
X |
2 K |
;...; |
X |
N K |
] |
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1K |
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D ET( A) 0 |
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1 |
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0 |
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Ж Г |
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[ I |
| X ] ! X |
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0 |
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1 |
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N |
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PM [ A | B] |
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D ET( A) |
0 [0;...;0 | 0] |
Ж Г : C1 |
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0 |
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C2 |
0 |
... |
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SIK ( ) |
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M |
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( ) |
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] {X } |
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... |
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... |
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P |
K |
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[ I |
K |
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;.... | B |
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I |
/ K |
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N |
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0 |
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0 |
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Определение. Матрица ZN называется обратной к матрице AN (Z=A-1), если Z∙A=A∙Z=IN. |
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Следствия. 1)Невырожденная квадратная матрица AN |
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DET(AN)≠0 |
AN)-1 |
= IN |
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- |
имеет единственную обратную |
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! Z=A |
-1: (AN-1) |
AN =AN |
∙( |
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N |
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∙ |
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-AN-1 является решением МУ A∙Z=I и находится методом Ж-Г: [A|I] [I | A-1]
- Свойства A-1 : |
(A-1)-1 = A; (AT)-1 = (A-1)T; |
DET(A-1)=1/ DET(A); (A∙B)-1 = B-1∙A-1 ; |
||||||
2) «метод обратной матрицы» решения МУ (AN |
X = B и X AN = B) |
DET(AN)≠0: |
||||||
D ET( A) 0 |
-1 |
|
-1 |
-1 |
∙ |
∙ |
-1 |
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A∙X=B |
A |
∙A∙X=A |
∙B I∙X=X= A ∙B ; |
X∙AN = B X= B∙ |
A ; |
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Матричное уравнение и обратная матрица. ЗНАТЬ и УМЕТЬ
AN |
X N XM |
BN XM |
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B [B ; B ;...; BM ; ] BK |
[B K ; B K ;...; BN K ]T ; |
A (C ;...; CM ) |
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A X K BK СЛАУ |
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2 |
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1 |
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T |
1 |
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X |
[ X |
; X |
2 |
;...; X M ; ] X K |
[ X |
K ; X |
2 |
K ;...; XN K ] |
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K 1 M |
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1 |
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D ET( A) 0 |
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0 |
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Ж Г |
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Ж Г |
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[ I |
N |
| X ] ! X |
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0 |
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1 |
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PM |
[ A | B] |
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D ET( A) |
0 [0;...;0 | 0] |
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Ж Г : C1 |
0 |
C2 |
0 |
... |
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SIK ( ) |
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~ |
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M K ( ) |
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{X } |
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... |
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P |
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[ I |
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;.... | B ] |
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I / K |
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K |
N |
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0 |
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A 1 |
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: [ A | I ] [ I | |
A |
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A |
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DET ( A) 0 |
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A 1 B |
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X |
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A |
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2 |
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; |
B |
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; DET ( A) 2 0 ! A 1 ! X : A X B |
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3 |
4 |
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7 |
8 |
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2 |
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1 0 |
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] [ |
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1 |
2 |
|
1 |
0 |
|
] |
[ |
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1 0 |
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2 |
1 |
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] |
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1) A 1 : PM : [ |
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S1 2 (1) |
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3 4 |
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0 1 |
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S2 1( 3) |
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0 |
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2 |
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3 1 |
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M 2 ( 1/ 2 ) |
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0 1 |
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A 1 |
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2 |
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1 |
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; DET ( A 1 ) |
1 |
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1 |
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A A 1 |
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2 |
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1 |
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0 |
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I |
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3/2 |
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1 / 2 |
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DET ( A) |
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3 / 2 |
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0 |
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1 |
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A X |
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A 1 |
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B |
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2 |
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1 |
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5 |
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6 |
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4 |
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2) 2.1 |
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B |
( A 1 A) X I X X A 1 |
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7 8 |
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4 |
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5 |
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2.2 A X B |
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[ |
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