- •Матрицы
- •Размер матрицы
- •Пример. Выпишите все элементы матрицы.
- •Запись матрицы в общем виде
- •Прямоугольная матрица
- •Квадратная матрица
- •Матрица-строка
- •Матрица-столбец
- •Единичная матрица
- •Нулевая матрица
- •Равенство матриц
- •Действия над матрицами
- •Транспонирование
- •Сложение матриц
- •Пример. Найти сумму матриц.
- •Пример. Найти сумму матриц.
- •Умножение матрицы на число
- •Свойства
- •Умножение матриц
- •Свойства
- •Определители
- •Определители матриц первого и второго порядка
- •Пример. Вычислить определитель
- •Определитель матрицы третьего порядка
- •Пример. Найти определитель
- •Минор элемента аij определителя
- •Алгебраическое дополнение элемента аij определителя
- •Определитель произвольного порядка
- •Пример. Найти определитель
- •Пример. Вычислить определитель
- •Свойства определителей
- •Свойства определителей
- •Замечание:
- •Пример
- •Свойства определителей
- •Пример
- •Свойства определителей
- •Пример
- •Свойства определителей
- •Пример
- •Свойства определителей
- •Пример
- •Свойства определителей
- •Пример
- •Свойства определителей
- •Пример
- •Обратная матрица
- •Обратная матрица
- •Элементарные преобразования матрицы
- •Эквивалентные матрицы
- •Ранг матрицы
- •Минор k-го порядка
- •Пример. В данной матрице выписать миноры всех возможных порядков
- •Пример. Определить ранг матрицы
- •Свойства ранга матрицы
- •Пример. Определить ранг матрицы
- •Примеры ступенчатых матриц
- •Пример. Определить ранг матрицы
- •Замечания:
- •Линейная зависимость и независимость
- •Линейная комбинация векторов
- •Основная теорема о ранге матрицы
- •Решение систем линейных алгебраических уравнений
- •Матричная запись систем линейных алгебраических уравнений
- •Эквивалентность системы уравнений матричному уравнению
- •Пример. Записать с помощью матричного равенства систему уравнений
- •Пример. Решить систему уравнений:
- •Решение систем линейных алгебраических уравнений с помощью обратной матрицы
- •Расширенная матрица
- •Однородные системы ЛАУ
Пример. Решить систему уравнений: |
2x + y − z = 0 |
|
|
3y + 4z = −6 |
|
|
|
x +z =1 |
|
|
|
|
|
|
|
Решение |
|
|
|
|
2 |
1 |
−1 |
x |
|
0 |
||
|
0 |
3 |
4 |
|
|
|
−6 |
|
A = |
|
X = y |
B = |
|
||||
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
z |
|
|
2 1 −1 = 0 3 4 = 2 3 1+1 1 4 +0 0 (−1) −1 3 (−1) −2 4 0 −0 1 1 =13
1 0 1
|
2 |
1 |
−1 |
x |
|
0 |
|||
|
0 |
3 |
4 |
|
|
|
|
−6 |
|
A = |
|
X = y |
B = |
|
|||||
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
z |
|
|
|
|
0 |
1 |
−1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
x = |
|
−6 3 |
4 |
|
|
= 0 3 1+1 1 4 +(−6) 0 (−1) −1 3 (−1) −(−6) 1 1−0 0 4 =13 |
|
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
0 |
−1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
y = |
|
0 |
−6 4 |
|
|
= 2 (−6) 1+0 +0 −(−1) (−6) 1−0 −2 4 1 = −26 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|||||
z = |
|
0 |
3 |
−6 |
|
= 2 3 1+1 1 (−6) +0 −0 −0 −0 = 0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
x = |
x |
= |
13 |
=1 |
|||||
|
|
|
13 |
|
|
||||
y = |
y |
= |
|
|
−26 |
= −2 |
|||
|
13 |
||||||||
|
|
|
|
||||||
z = |
z |
= |
|
0 |
|
= 0 |
|||
13 |
|||||||||
|
|
|
|
|
Решение систем линейных алгебраических уравнений с помощью обратной матрицы
A X = B
A−1 A X = A−1 B
X = A−1 B
Пример. Решить систему уравнений с помощью
обратной матрицы |
x − y + z = −2 |
|
|
|
2x + y + z =3 |
|
|
|
x + y +2z =1 |
|
|
|
|
|
Решение |
|
|
|
|
1 |
−1 1 |
x |
|
−2 |
|||
|
2 |
1 |
1 |
|
|
|
3 |
|
A = |
|
Х = y |
B = |
|
||||
|
1 |
1 |
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
z |
|
|
1 −1 1
1. A = 2 1 1 =1 A11 +(−1) A12 +1 A13 1 1 2
A = M |
11 |
= |
|
1 |
1 |
|
= 2 −1 =1 |
A = −M |
12 |
= − |
|
2 |
1 |
|
= −(4 −1) = −3 |
|
|
|
|
||||||||||||
11 |
|
|
1 |
2 |
|
|
12 |
|
|
1 |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = M |
13 |
= |
|
2 |
1 |
|
= 2 −1 =1 |
|
|
||||||
13 |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A =1 1+(−1) (−3) +1 1 =5
2. ( Aij ) A11 =1 |
A12 = −3 |
A13 =1 |
A = −M |
21 |
= − |
|
|
|
−1 1 |
|
= −(−2 −1) =3 |
|||||||||
|
|
||||||||||||||||
21 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
A |
= −M |
23 |
= − |
|
1 −1 |
|
= −(1−(−1)) = −2 |
||||||||||
|
|
||||||||||||||||
23 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
A = −M |
32 |
= − |
|
1 |
1 |
|
= −(1−2) =1 |
||||||||||
|
|
||||||||||||||||
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = M |
22 |
= |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
= 2 −1 =1 |
||||||
|
|
|||||||||||||||
22 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A = M |
31 |
= |
|
−1 |
1 |
|
= −1−1 = −2 |
|||||||||
|
|
|||||||||||||||
31 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A = M |
|
33 |
= |
|
1 |
|
−1 |
|
=1+2 =3 |
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
33 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(A )= |
|
1 |
−3 |
1 |
|
|
3 |
1 |
−2 |
|
|
ij |
|
|
|
|
|
|
|
−2 |
1 |
3 |
|
|
|
|
~ |
|
|
1 |
−3 1 T |
|
1 |
3 |
−2 |
|||
T |
|
3 |
1 |
−2 |
|
|
−3 1 |
1 |
|
||
3. A = (Aij ) |
= |
|
= |
|
|||||||
|
|
|
−2 1 |
3 |
|
|
1 |
−2 3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
~ |
1 |
|
|
1 |
3 |
−2 |
|
1/ 5 |
3/ 5 |
−2 / 5 |
|||
|
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. |
A |
|
= |
|
|
|
A = |
|
|
|
−3 1 |
1 |
|
= |
−3/ 5 1/ 5 |
1/ 5 |
|
||
|
|
A |
|
5 |
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
−2 3 |
|
|
1/ 5 |
−2 / 5 3/ 5 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
−1 1 |
1/ 5 |
3/ 5 |
−2 / 5 |
|
1 |
0 |
0 |
|||||
A A−1 |
|
2 |
1 |
1 |
|
|
−3/ 5 1/ 5 |
1/ 5 |
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
= |
|
|
|
= |
|
||||||||||
|
|
1 |
1 |
2 |
|
|
1/ 5 |
−2 / 5 3/ 5 |
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/ 5 |
3/ 5 |
−2 / 5 |
|
−2 |
|
|||||
|
|
−3/ 5 1/ 5 |
1/ 5 |
|
|
3 |
|
= |
||||
Х = А−1В = |
|
|
|
|||||||||
|
|
1/ 5 |
−2 / 5 3/ 5 |
|
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
−2 / 5 +9 / 5 −2 / 5 |
|
|
5 / 5 |
1 |
|
|
||||||
|
6 / 5 +3/ 5 +1/ 5 |
|
|
10 / 5 |
|
|
2 |
|
|
|
||
= |
= |
|
= |
|
|
|
|
|||||
|
−2 / 5 −6 / 5 +3/ 5 |
|
|
−5 / 5 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
−1 |
|
|
|||||||
|
|
|
Проверочные действия |
|
|
|||||||
|
|
|
|
1−2 −1 = |
−2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
1+2 −1 |
=3 |
|
|
|||
|
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
1+2 −2 =1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
y |
= |
|
||
|
|
|
|
|
z |
|
−1 |