Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Высшая математика. Том 1

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
06.06.2015
Размер:
1.61 Mб
Скачать

- , ’ -

, , -

. 8:

’ , #

, rang A < n. 0$ -

’ , ’ .

& - ’ -

 

 

p1

 

 

 

l1

 

 

X1

p2

 

,

X 2

l2

 

=

= .

 

 

p

 

 

 

l

n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

65 ’ -

:

1. 1’ , , ’ . ,

λ p1

λX1 = λ p2 – ’ .

λ pn

2.6 ’ ’

.

& -

.

: ’ X1, X2, …, Xk

4$ . ! ! . "’" . 8: ’ X1, X2, …, Xk AX = 0 -

, $ X1, X2, …, Xk -

# - ’

.

: X1, X2, …, Xk – 5 ’

A X = 0 . . X = C1 X1 + C2 X3 + + Ck X k ,C1,C2, ,Ck – , * "’ ! !-

AX = 0 .

+5 ’ , $ -

C1,C2, ,Ck . 8 , - 5-

C1,C2, ,Ck ’ ’

.

# :

X1, X2, …, Xk – 5 ’ -

 

A X = 0 . & k – ’ 5-

. . rang A + k = n, n – . 8 -

, 5 ’ k ’ ,

, k = n – rang A.

91

2.19. 0$ $ "’"

! ! - "

m n :

a11x1+ a12x2 + a13x3+... +

a1n xn =b1,

 

a

x + a

x + a

x +... + a

x

=b ,

 

 

21 1 22 2 23 3

2n n

,

2

.

 

=b .

a

x + a

x + a

x +...+ a x

 

 

 

m1 1

m2 2

m3 3

mn n

m

 

"A X = B , A

m×n.

c d – ’ A X = B . .

g=cd ’ , ’

A X = 0 .

c – ’ A X = B , g – -

A X = 0 . . d=c+g – ’

.

. X0 – ’ -

A X = B , z – ’ A X = 0 .

. X=X0+z * "’ ! !.

+ ’ 5-

X1, X2, …, Xk 5 -

’ :

X = X0 + C1 X1 + C2 X3 + + Ck Xk .

8, ’ m n

.

8 , $ - ’ -

’ -

5 C1,C2, ,Ck .

# . 6 A X = B

’ , ’ , ’ .

2.20. "’ $" ! ! - * ) " $!!

m n A X = B . &-

’ , $ , -

.

:

;

, ;

, -.

92

9, $ ’ , -

, # . & ? -

. – -

, $ -

, , , , , -

, -

.

! , $ 5 a11

. 0$ , -

5 x1 5. ' , , $

, a11 ≠ 0 .

 

 

 

 

 

a11x1

 

+ a12x2

+ ...

+ a1m xm

=

b1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a21x1

 

+

 

 

a22x2

+ ...

+

a2m xm

=

b2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

...

...,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

... ... ... ... ... ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

x

 

+

 

 

a

x

+ ...

+

a

x

=

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1 1

 

 

 

 

n2

2

 

 

 

nm m

 

n

 

 

 

 

 

a11

 

2 1: , ,

, i

 

( ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a11x1

+

a12x2

 

 

 

+

...

+

 

a1m xm

=

 

b1,

 

 

a11

 

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

a11

 

 

 

a

x

 

+

a x

 

 

 

 

+

...

+

a

x

 

 

=

b

 

 

a

 

 

 

 

 

a

 

 

21 1

 

22 2

 

 

a

 

 

 

 

 

 

2m m

 

 

 

2

 

 

a

 

...

21

 

 

...

...

 

 

21

 

 

... ... ...

 

...

21

 

...

 

21 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...,

 

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

 

a11

an1x1

 

+

an2x2

 

 

+

...

+

anm xm

 

 

=

bn

 

 

 

a

 

a

a

a

 

 

n1

 

 

 

 

 

 

n1

 

 

 

 

 

 

 

n1

 

 

 

 

n1

& 5 x1 -

a11.

 

a11x1

+ a12x2

+

...

+

a1m xm

=

 

b1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a x

+

a

x

+

...

+

a

x

=

 

b′ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 1

 

 

22

2

 

 

 

 

 

2m m

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

...

 

...,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

... ... ... ... ... ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a11x1

+

 

 

 

 

+

...

+

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

an2x2

anm xm

 

bn

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2: 9 , ,

. - , 5 x1

, .

a x

+ a

x

+

...

+

a

x

=

b ,

 

11 1

12

2

 

 

 

1m m

 

1

 

 

a′′

x

+

...

+

a′′

x

=

b′′,

 

22

2

 

 

 

2m m

 

2

 

 

 

 

... ... ...

 

...

...

...,

... ... ...

 

 

 

a′′

x

+

...

+

a′′

x

=

b′′

 

 

n2

2

 

 

 

nm m

 

n

93

2 3: & 1-2 , -

. .

2 1-3 – ?. &

, :

1

0$ - k, -

, -

, , $ -

. !, k- :

0

 

x1 + 0

 

x2

+ + 0

 

xn

′′

 

 

 

= bk .

x1, x2, , xk . 1-

:

a x

+ a x

+

a x

= b

 

a

a

a

 

b

 

 

 

 

 

 

 

11 1

12

2

 

13

3

 

1

 

11

12

13

 

1

 

 

 

 

a22x2

+

a23x3

=

b2

 

0

a22 a23

 

b2

 

.

 

 

 

 

 

0

 

=

b3

 

0

0

0

 

b3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" , ,

’ .

/$" ' 1. & ’ ?

, .

/$" ' 2. !

.

 

 

 

 

 

 

2x1 + 3x2 x3 + x4 = 5

 

 

 

 

x2

+ 2x3

+ x4

= 1

 

1’ 64;1

3x1

.

 

x +

2x + 3x + 4x

 

 

 

 

= 6

 

1

2

3

4

 

 

 

6x + 4x

+ 4x

+ 6x

 

=

1

 

 

1

2

3

4

 

 

,2 1: ! 5, $ -

, $ 5, $ ,

.

2

3

−1

1

 

5

 

 

 

 

6

9

−3

3

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

−1

2

1

 

1

 

 

 

 

6

−2 4

2

 

2

 

 

 

.

1

2

3

4

 

6

 

 

 

 

6

12

18

24

 

36

 

 

 

 

6

4

4

6

 

1

 

 

 

 

6

4

4

6

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2: 9 , ,

. - , 5 x1 -

, .

94

6

9

−3

3

 

15

 

 

 

 

2

3

−3

3

 

5

 

 

 

 

 

 

 

0

−11 7

−1

 

−13

 

 

 

 

0

−11 7

−1

 

−13

 

0

3

21

21

 

21

 

 

 

 

0

1

7

7

 

7

 

0

−5

7

3

 

−14

 

 

 

 

0

−5

7

3

 

−14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3: & 1-2 , -

.

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

3

1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

3

1

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

55

−35

5

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

55

−35

5

 

 

 

65

 

 

 

.

 

 

 

 

0

 

 

55

385

385

 

385

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

420

380

 

 

320

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

55

−77

−33

 

154

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

−42

−38

 

 

89

 

 

 

 

2 4: & 1-2 , -

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

−1

1

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

2

3 −1 1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

11

−7

1

 

 

 

 

13

 

 

 

 

0 11

−7 1

 

13

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

42

38

 

 

 

 

32

 

 

 

 

0

0

42

38

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

42

38

 

 

 

 

−89

 

 

 

0

0

0

0

 

−121

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- , 5 x3 4 4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x1

+3 x2

x3

+ x4

= 5,

 

11 x2

−7 x3

+ x4

= 13,

 

 

 

42 x3

+38 x4

= 32,

 

 

 

 

0

 

x3

+0

 

x4

= −121

 

 

 

 

- ,

. " ’ . 1

, rang A = 3. 1

, , . - . - ,

rang A < rang A*, ’ ./

2

0$ 5-

, . 1 -

:

a x + a x +

a x = b

 

a

a

a

 

b

 

 

 

 

11 1

12

2

 

13

3

 

1

 

11

12

13

 

1

 

 

a22x2

+

a23x3

=

b2

 

0

a22 a23

 

b2

 

 

 

 

 

a33x3

=

b3

 

0

0 a33

 

b3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" ’ ,

, .

!.

95

x3 = b3 ;

a33

x1 = 1 (b1 a12 x2 a11

x2 = 1 (b2

a22

a13 x3 ) = 1 a11

a23 x3 ) =

1

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

b2 a23

 

 

3

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.2)

 

 

 

 

a22

 

 

 

 

 

a33

b

 

 

 

1

 

 

 

b

 

 

 

 

b

a

 

 

 

 

b

a

 

 

3

 

 

a

3

.

 

 

 

 

23 a

 

 

 

1

12 a

2

 

 

13 a

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

33

 

 

 

33

 

 

" rang A =3,

rang A* =3, rang A = rang A*.

.

>, ,

, $ -

( 2.6). 9 , $ -

.

. 2.6

 

1

 

 

 

1

",

 

 

2

, %

.

 

 

 

 

 

 

(1

(2

 

(3

 

(1

20

25

 

30

2360

(2

45

50

 

50

4540

(3

35

25

 

20

2410

, & x1, x2, x3 , $ -

, . 9 ,

:

 

0,20 x1

+ 0,25 x2

+ 0,30 x3

= 2360

 

0,45 x1

+ 0,50 x2

+ 0,50 x3

= 4540

0,35 x1

+ 0,25 x2

+ 0,20 x3

= 2410.

1’ ? Maxima. " A. !

? 5 row. & ( )

L1=row(A,1), L2=row(A,2) L3=row(A,3). 2 , $ -

$ 5 ,

fpprintprec, $ 5, 5. & ?:

2 1: L2 0,20 L1.

0,45

, - .

96

1. 2.12. 7 Maxima

97

2 2: L3 0,20 L1. 0,35

- A1, 5 x1 ,

, . & A1 L*1=row(A1,1), L*2=row(A1,2) L*3=row(A1,3).

2 3: L*3 0,0278 L*2. 0,107

- A2 ,

5 5 3 ( . 2.12).

, $

Maxima.

1 : .

6 ’ , $

, . ! 4, 5, 6

5 2.2. - , , $ , -

, , 1=2296 ., 2=4070 .,

3=2945 . /

3

0$ 5

,

. 1 :

a x + a x + a x = b

 

a

a

a

 

b

 

 

 

 

 

 

 

11

1

12

2

13

3

1

 

11

12

13

 

1

 

 

 

 

a22 x2

+ a23 x3

= b2

 

0

a22

a23

 

b2

 

 

 

 

 

 

 

0

= 0

 

0

0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

– . + ’

:

x3 = C ;

x1 = 1

a11

x =

1

(b a

 

x ) =

 

1

(b a C );

 

 

 

 

23

 

 

 

 

2

2

 

 

3

 

 

a22

2

 

23

 

 

 

 

 

 

a22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(b a x a C ) =

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

b

a

 

 

 

b a

 

3

 

a C .

a

 

 

 

 

23 a

1 12 2

13

 

 

 

 

1

 

12 a

2

13

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

22

 

 

33

 

 

 

+ %, ’ -

. - , ’ . - ’ -, ’ 1. 1

, , , ( 2),

( ), rang A = rang A* < n.

", n,

. " , $ -

98

, xi , x j , , xp . 9-

, $ p=rang . 8 . "

5 , -

.

., -

, ’

A X = B . ' ’ , -

- C1,C2, ,Cnp , -

, 5-. . , -

C1,C2, ,Cnp ( , -

Ck ). ’ .

0$ , ’ -

. 2 5 C1 ,

’ , ’ 5 ’ , - 5 C2 – ’ . .

7 ’ -

. ! , ,

1, – . - -

, ’ 5 . -

1, – ,

’ 5 . .

) : « $ ,

A* ? ; -

». 6 , $ ,

, , ,

, $ -

’ .

& 1. + ’ :

2x2

+ x3 − 2x4 + 4x5 + x6 = 2,

 

8x2

+ 4x3

− 8x4

+ 13x5 +

2x6 = 14,

6x2

+ 3x3

− 6x4

+ 6x5 x6 = 18,

x1, , x6 – .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, 9 :

 

 

 

 

0

2

1

−2

4

1

 

 

2

 

 

A* = 0

8

4

−8

13 2

 

 

14 .

0

6

3

−6

6

−1

 

 

18

 

! , ?. !

99

,

8

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

,

6

. - :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

1

−2

 

4

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A* = 0 0 0 0

−3

−2

 

6 .

 

 

 

 

 

 

 

0 0 0 0

−6

−4

 

12

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! ,

 

. - -

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

0

2

1

−2

 

4

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A* = 0 0

0 0

−3

−2

 

6 .

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0 0 0 0

 

0

 

 

 

 

& ? . 1 -

, , , ( 2), -

( n=6), rang A = rang A* < n. - , ’ .

- - 5 ’ k

’ (k = n – rang A=6–2=4), ’ 4. 9 :

{2x2 + x3 − 2x4 + 4x5 + x6 = 2, −3x5 − 2x6 = 6.

"x5 ,

-

p=rang =2. + -

: x2 -

x5 . 8 x1, x3, x4, x6 ( x1

, 5 ). )-:

 

 

 

 

 

 

 

 

{

2x2

 

+ 4x5

= 2 − x3 + 2x4 x6 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3x

= 6 + 2x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

6

 

 

 

 

 

 

" 5 ,

.

 

 

 

 

, ,

x1 = C1 ,

x3 = C2 , x4 = C3 ,

x6 = C4 . . :

 

 

 

 

 

 

 

 

{

2x2

+ 4x5

= 2 − C2 + 2C3 C4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3x

= 6 + 2C

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

+: x

= −2 −

2

C ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

1

 

 

3

 

 

4

 

1

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

1

 

x = −2x + 1−

C

2

+ C

C

4

= 4 +

C + 1−

C + C

C =

 

 

 

 

2

2

5

2

 

 

 

 

 

3

2

 

3

4

2

2

3

4

100