Вход через социальные сети

Системы линейных уравнений общего вида

Тип Название темы Ответов Авторсортировать по убыванию Просмотров Последнее сообщение
Тема форума тригонометрия
Помооогите пример решить ПОЖАЛУЙСТА!!!!!!!!
1-синус 2 икс=косинус икс-синус икс
...
4 / - Гость (не проверено) 6 231 16.12.2006 at 06:48 by barmaley
Тема форума прямые на плоскости
Есть 3 прямых, исходящих из начала координат под известными углами А1, А2 и А3. Через каждую из...
1 / - Гость (не проверено) 2 664 27.05.2013 at 09:19 by bot
Тема форума Геометрическая прогрессия
Помогите решить задачу!
Три числа являются геометрической прогрессией. Их сумма равна 35 a...
6 / - Гость (не проверено) 10 032 14.11.2007 at 05:15 by Tarsik
Тема форума Помогите решить задачу ( Арифметическая прогрессия / Геометрическа я прогрессия)
Ha арифметическую :

a1 + a2 + a3 = 66
a2 * a3 = 528
S10=?


Ha...
4 / - Гость (не проверено) 6 702 11.10.2006 at 00:25 by Soul
Тема форума Жидкость в полушаре
Значит так....вот думала....думала...не надумала.....Задача: Определить сколько жидкости останется...
4 / - Гость (не проверено) 4 081 09.02.2007 at 21:26 by Наташа
Тема форума Помогите с решением уравнения
...
9 / - Гость (не проверено) 8 267 19.08.2013 at 06:22 by bot
Тема форума Никак не могу решить тригонометрическое уравнение
Помогите решить элементарное тригонометрическое уравнение
2*sin11x + 3^0.5*sin5x + cos 5x = 0...
7 / - Гость (не проверено) 10 089 19.04.2009 at 12:03 by Hottabych
Тема форума Фалесова геометрия o вписанной окружности
Вписать окружность в треугольник в фалесовой геометрии можно, каким образом доказать?
- Гость (не проверено) 2 521 Гость (не проверено)
Тема форума ТРигонометрия.уравнения.системы.10класс
одна вторая cos2x + корень из трех делить на два sin2x=1
cos^2x+sin2x-3sin^2x=0
1+cos4x=...
3 / - Гость (не проверено) 5 400 14.01.2007 at 22:00 by leonid
Тема форума помогите решить неравенство c модулем
|2*x+1|+|3*x+2|
1 / - Гость (не проверено) 3 537 17.11.2006 at 19:45 by leonid
Тема форума Делимость на степень двойки
Дана последовательность целых чисел 2, 3, 4, 6, 9, 13, 19, 28, 42, 63, 94, ...

в...
2 / - Гость (не проверено) 2 547 22.03.2011 at 01:55 by VAL
Тема форума геометрия
Очень прошу, помогите решить задачку. Bce свои знания средней школы перетряхнула, все книги,...
44 / - Гость (не проверено) 22 376 16.01.2007 at 04:03 by Natrix
Тема форума Задача для 3 класса
Заранее прошу извинить, если эта тема идет несколько вразрез c правилами форума, но всё же.
...
9 / - Гость (не проверено) 13 890 17.01.2007 at 03:13 by Bujhm
Тема форума Параллелограмм.
Периметр параллелограмма равен 30см, a его острый угол равен 60 градусов. Диагональ...
3 / - Гость (не проверено) 9 368 21.10.2006 at 19:35 by Roto
Тема форума Помогите решить уравнение
Помогите решить уравнение

2^(2x+2) - 6^x-2*3^(2x+2)=0

6 / - Гость (не проверено) 8 140 10.09.2008 at 17:30 by Soul
Тема форума Как избежать перебора?
Ha книжной полке стоят 5 томов энциклопедии в следующем порядке: 1, 2, 3, 5, 4. Разрешается
...
1 / - Гость (не проверено) 2 235 06.03.2011 at 17:12 by Xenia1996
Тема форума формула для расчета площади
Мне нужно расчитать, какую площадь занимают 29 ящиков c имеющимся у меня объемом
2 / - Гость (не проверено) 4 677 14.12.2006 at 14:21 by Developer
Тема форума Задача для 5 класса
0, 1, 1, 2, 9, 25, 68, 21, 21, 84, ?

Какое следующее число?
2 / - Гость (не проверено) 2 459 15.03.2011 at 18:43 by Xenia1996
Тема форума Как найти, сколько решений имеет уравнение?
Дано уравнение
...
9 / - Гость (не проверено) 8 218 23.03.2011 at 15:50 by chego
Тема форума Что больше? (легкая но очень красивая)
n - натуральное число.
Что больше: число натуральных чисел, не больших n и делящихся на 3,...
8 / - Гость (не проверено) 4 802 05.01.2011 at 19:32 by glorius_May (не проверено)
Тема форума Сколько единиц в целой части?
Определите количество цифр 1 в десятичной записи целой части числа ...
6 / - Гость (не проверено) 4 973 23.02.2011 at 16:00 by vicvolf
Тема форума Написал во флейм, но, видимо, зря
Тут в газете загадка

0 16 121 225 324 400 81

продолжите последовательность...
9 / - Гость (не проверено) 7 502 22.01.2013 at 16:59 by cnupm99
Тема форума Пожалуйста решите задачу
Пожалуйста если не трудно решите задачу такого типа :

Если двузначное число разделить...
2 / - Гость (не проверено) 4 031 13.11.2006 at 23:03 by master
Тема форума Тригонометрическое неравенство
Помогите пожалуйста решить задачку:

...
1 / - Гость (не проверено) 2 845 08.12.2006 at 14:18 by leonid
Тема форума Дискриминант многочлена от нескольких переменных
Существует ли обобщение понятия дискриминанта на случай многочлена от нескольких переменных?
1 / - Гость (не проверено) 2 042 07.03.2011 at 11:55 by AV_77
  • 155страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 141страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
Название темы Ответов Авторсортировать по убыванию Просмотров Последнее сообщение
тригонометрия
Помооогите пример решить ПОЖАЛУЙСТА!!!!!!!!
1-синус 2 икс=косинус икс-синус икс
...
4 / - Гость (не проверено) 6 231 16.12.2006 at 06:48 by barmaley
прямые на плоскости
Есть 3 прямых, исходящих из начала координат под известными углами А1, А2 и А3. Через каждую из...
1 / - Гость (не проверено) 2 664 27.05.2013 at 09:19 by bot
Геометрическая прогрессия
Помогите решить задачу!
Три числа являются геометрической прогрессией. Их сумма равна 35 a...
6 / - Гость (не проверено) 10 032 14.11.2007 at 05:15 by Tarsik
Помогите решить задачу ( Арифметическая прогрессия / Геометрическа я прогрессия)
Ha арифметическую :

a1 + a2 + a3 = 66
a2 * a3 = 528
S10=?


Ha...
4 / - Гость (не проверено) 6 702 11.10.2006 at 00:25 by Soul
Жидкость в полушаре
Значит так....вот думала....думала...не надумала.....Задача: Определить сколько жидкости останется...
4 / - Гость (не проверено) 4 081 09.02.2007 at 21:26 by Наташа
Помогите с решением уравнения
...
9 / - Гость (не проверено) 8 267 19.08.2013 at 06:22 by bot
Никак не могу решить тригонометрическое уравнение
Помогите решить элементарное тригонометрическое уравнение
2*sin11x + 3^0.5*sin5x + cos 5x = 0...
7 / - Гость (не проверено) 10 089 19.04.2009 at 12:03 by Hottabych
Фалесова геометрия o вписанной окружности
Вписать окружность в треугольник в фалесовой геометрии можно, каким образом доказать?
- Гость (не проверено) 2 521 Гость (не проверено)
ТРигонометрия.уравнения.системы.10класс
одна вторая cos2x + корень из трех делить на два sin2x=1
cos^2x+sin2x-3sin^2x=0
1+cos4x=...
3 / - Гость (не проверено) 5 400 14.01.2007 at 22:00 by leonid
помогите решить неравенство c модулем
|2*x+1|+|3*x+2|
1 / - Гость (не проверено) 3 537 17.11.2006 at 19:45 by leonid
Делимость на степень двойки
Дана последовательность целых чисел 2, 3, 4, 6, 9, 13, 19, 28, 42, 63, 94, ...

в...
2 / - Гость (не проверено) 2 547 22.03.2011 at 01:55 by VAL
геометрия
Очень прошу, помогите решить задачку. Bce свои знания средней школы перетряхнула, все книги,...
44 / - Гость (не проверено) 22 376 16.01.2007 at 04:03 by Natrix
Задача для 3 класса
Заранее прошу извинить, если эта тема идет несколько вразрез c правилами форума, но всё же.
...
9 / - Гость (не проверено) 13 890 17.01.2007 at 03:13 by Bujhm
Параллелограмм.
Периметр параллелограмма равен 30см, a его острый угол равен 60 градусов. Диагональ...
3 / - Гость (не проверено) 9 368 21.10.2006 at 19:35 by Roto
Помогите решить уравнение
Помогите решить уравнение

2^(2x+2) - 6^x-2*3^(2x+2)=0

6 / - Гость (не проверено) 8 140 10.09.2008 at 17:30 by Soul
формула для расчета площади
Мне нужно расчитать, какую площадь занимают 29 ящиков c имеющимся у меня объемом
2 / - Гость (не проверено) 4 677 14.12.2006 at 14:21 by Developer
Как избежать перебора?
Ha книжной полке стоят 5 томов энциклопедии в следующем порядке: 1, 2, 3, 5, 4. Разрешается
...
1 / - Гость (не проверено) 2 235 06.03.2011 at 17:12 by Xenia1996
Задача для 5 класса
0, 1, 1, 2, 9, 25, 68, 21, 21, 84, ?

Какое следующее число?
2 / - Гость (не проверено) 2 459 15.03.2011 at 18:43 by Xenia1996
Как найти, сколько решений имеет уравнение?
Дано уравнение
...
9 / - Гость (не проверено) 8 218 23.03.2011 at 15:50 by chego
Что больше? (легкая но очень красивая)
n - натуральное число.
Что больше: число натуральных чисел, не больших n и делящихся на 3,...
8 / - Гость (не проверено) 4 802 05.01.2011 at 19:32 by glorius_May (не проверено)
Сколько единиц в целой части?
Определите количество цифр 1 в десятичной записи целой части числа ...
6 / - Гость (не проверено) 4 973 23.02.2011 at 16:00 by vicvolf
Написал во флейм, но, видимо, зря
Тут в газете загадка

0 16 121 225 324 400 81

продолжите последовательность...
9 / - Гость (не проверено) 7 502 22.01.2013 at 16:59 by cnupm99
Пожалуйста решите задачу
Пожалуйста если не трудно решите задачу такого типа :

Если двузначное число разделить...
2 / - Гость (не проверено) 4 031 13.11.2006 at 23:03 by master
Тригонометрическое неравенство
Помогите пожалуйста решить задачку:

...
1 / - Гость (не проверено) 2 845 08.12.2006 at 14:18 by leonid
Дискриминант многочлена от нескольких переменных
Существует ли обобщение понятия дискриминанта на случай многочлена от нескольких переменных?
1 / - Гость (не проверено) 2 042 07.03.2011 at 11:55 by AV_77
  • 141страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
18.08.2014, 04:32
adminus
0 up down

Системы линейных уравнений общего вида

5.5. Системы линейных уравнений общего вида

Если система (5.1) оказалась совместной, т. е. матрицы A и ` A имеют один и тот же ранг, то могут представиться две возможности - a) r = n;   б) r < n:

а) если r = n, то имеем n независимых уравнений с n неизвестными, причем определитель D этой системы отличен от нуля. Такая система имеет единственное решение, получаемое по формулам Крамера;

б) если r < n, то число независимых уравнений меньше числа неизвестных.

Перенесем лишние неизвестные x r+1, x r+2,..., x n, которые принято называть свободными, в правые части; наша система линейных уравнений примет вид:

                      a 11 x 1 + a 12 x 2 +... + a 1r x r = b 1 - a 1, r+1 x r+1 -... - a 1n x n,

                      a 21 x 1 + a 22 x 2 +... + a 2r x r = b 2 - a 2, r+1 x r+1 -... - a 2n x n,

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

                      a r1 x 1 + a r2 x 2 +... + a rr x r = b r - a r, r+1 x r+1 -... - a rn x n.

Ее можно решить относительно x 1, x 2,..., x r, так как определитель этой системы (r-го порядка) отличен от нуля. Придавая свободным неизвестным произвольные числовые значения, получим по формулам Крамера соответствующие числовые значения для x 1, x 2,..., x r. Таким образом, при r < n имеем бесчисленное множество решений.

Система (5.1) называется однородной, если все b i = 0, т. е. она имеет вид:

                                        a 11 x 1 + a 12 x 2 +... + a 1n x n = 0,

                                        a 21 x 1 + a 22 x 2 +... + a 2n x n = 0,                                     (5.5)

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

                                        a m1 x 1 + a m1 x 2 +... + a mn x n = 0.

Из теоремы Кронекера-Капелли следует, что она всегда совместна, так как добавление столбца из нулей не может повысить ранга матрицы. Это, впрочем, видно и непосредственно - система (5.5) заведомо обладает нулевым, или тривиальным, решением x 1 = x 2 =... = x n = 0. Пусть матрица А системы (5.5) имеет ранг r.

Если r = n, то нулевое решение будет единственным решением системы (5.5); при r < n система обладает решениями, отличными от нулевого, и для их разыскания применяют тот же прием, как и в случае произвольной системы уравнений.

Всякий ненулевой вектор - столбец X = (x 1, x 2,..., x n ) T называется собственным вектором линейного преобразования (квадратной матрицы A ), если найдется такое число l , что будет выполняться равенство

AX = l X.

Число l называется собственным значением линейного преобразования (матрицы A ), соответствующим вектору X. Матрица A имеет порядок n.

В математической экономике большую роль играют так называемые продуктивные матрицы. Доказано, что матрица A является продуктивной тогда и только тогда, когда все собственные значения матрицы A по модулю меньше единицы.

Для нахождения собственных значений матрицы A перепишем равенство AX = l X в виде (A - l E)X = 0, где E- единичная матрица n-го порядка или в координатной форме:

                                        (a 11 - l )x 1 + a 12 x 2 +... + a 1n x n =0,

                                        a 21 x 1 + (a 22 - l )x 2 +... + a 2n x n = 0,

                                          ...   ...   ...   ...   ...   ...   ...   ...                                               (5.6)

                                        a n1 x 1 + a n2 x 2 +... + (a nn - l )x n = 0.

Получили систему линейных однородных уравнений, которая имеет ненулевые решения тогда и только тогда, когда определитель этой системы равен нулю, т.е.

.

Получили уравнение n-ой степени относительно неизвестной l , которое называется характеристическим уравнением матрицы A, многочлен  называется характеристическим многочленом матрицы A, а его корни - характеристическими числами, или собственными значениями, матрицы A.

Для нахождения собственных векторов матрицы A в векторное уравнение (A - l E)X = 0 или в соответствующую систему однородных уравнений (5.6) нужно подставить найденные значения l и решать обычным образом.

Пример 2.16 . Исследовать систему уравнений и решить ее, если она совместна.

                                                     x 1 +  x 2 - 2x 3 -   x 4 +   x 5 =1,

                                                 3x 1 -   x 2 +  x 3 + 4x 4 + 3x 5 =4,

                                                     x 1 + 5x 2 - 9x 3 - 8x 4 +   x 5 =0.

Решение. Будем находить ранги матриц A и ` A методом элементарных преобразований, приводя одновременно систему к ступенчатому виду:

Очевидно, что r(A) = r( ` A) = 2. Исходная система равносильна следующей, приведенной к ступенчатому виду:

                                                    x 1 + x 2 -  2x 3 -    x 4 + x 5 = 1,

                                                       - 4x 2 + 7x 3 + 7x 4         = 1.

Поскольку определитель при неизвестных x 1 и x 2 отличен от нуля, то их можно принять в качестве главных и переписать систему в виде:

                                                    x 1 + x 2 =   2x 3 +   x 4 - x 5 + 1,

                                                       - 4x 2 = - 7x 3 - 7x 4 + 1,

откуда x 2 = 7/4 x 3 + 7/4 x 4 -1/4, x 1 = 1/4 x 3 -3/4 x 4 - x 5 + 5/4 - общее решение системы, имеющей бесчисленное множество решений. Придавая свободным неизвестным x 3, x 4, x 5 конкретные числовые значения, будем получать частные решения. Например, при x 3 = x 4 = x 5 = 0 x 1 = 5/4, x 2 = - 1/4. Вектор C(5/4, - 1/4, 0, 0, 0) является частным решением данной системы.

Пример 2.17. Исследовать систему уравнений и найти общее решение в зависимости от значения параметра а.

                                                    2x 1 -   x 2 +   x 3 +     x 4 = 1,

                                                      x 1 + 2x 2 -   x 3 +   4x 4 = 2,

                                                    x 1 + 7x 2 - 4x 3 + 11x 4 = a.

Решение. Данной системе соответствует матрица ` . Имеем ` А ~   следовательно, исходная система равносильна такой:

                                                 x 1 + 2x 2 - x 3 + 4x 4 = 2,

                                                         5x 2 - 3x 3 + 7x 4 = a-2,

                                                                                   0 = a-5.

Отсюда видно, что система совместна только при a=5. Общее решение в этом случае имеет вид:

x 2 = 3/5 + 3/5x 3 - 7/5x 4, x 1 = 4/5 - 1/5x 3 - 6/5x 4.

Пример 2.18. Выяснить, будет ли линейно зависимой система векторов:

                                                    a 1 = (1, 1, 4, 2),

                                                    a 2 = (1, -1, -2, 4),

                                                    a 3 = (0, 2, 6, -2),

                                                    a 4 = (-3, -1, 3, 4),

                                                    a 5 = (-1, 0, - 4, -7).

Решение. Система векторов является линейно зависимой, если найдутся такие числа x 1, x 2, x 3, x 4, x 5, из которых хотя бы одно отлично от нуля
(см. п. 1. разд.
I ), что выполняется векторное равенство:

x 1 a 1 + x 2 a 2 + x 3 a 3 + x 4 a 4 + x 5 a 5 = 0.

В координатной записи оно равносильно системе уравнений:

                                          x 1 +  x 2 -          3x 4 -   x 5 = 0,

                                          x 1 -   x 2 + 2x 3 -   x 4          = 0,

                                        4x 1 - 2x 2 + 6x 3 +3x 4 - 4x 5 = 0,

                                        2x 1 + 4x 2 - 2x 3 + 4x 4 - 7x 5 = 0.

Итак, получили систему линейных однородных уравнений. Решаем ее методом исключения неизвестных:

 .

Система приведена к ступенчатому виду, ранг матрицы равен 3, значит, однородная система уравнений имеет решения, отличные от нулевого (r < n). Определитель при неизвестных x 1, x 2, x 4 отличен от нуля, поэтому их можно выбрать в качестве главных и переписать систему в виде:

                                                    x 1 + x 2 - 3x 4 = x 5,

                                                        -2x 2 + 2x 4 = -2x 3 - x 5,

                                                                - 3x 4 = - x 5.

Имеем: x 4 = 1/3 x 5, x 2 = 5/6x 5 +x 3, x 1 = 7/6 x 5 -x 3.

Система имеет бесчисленное множество решений; если свободные неизвестные x 3 и x 5 не равны нулю одновременно, то и главные неизвестные отличны от нуля. Следовательно, векторное уравнение

x 1 a 1 + x 2 a 2 + x 3 a 3 + x 4 a 4 + x 5 a 5 = 0

имеет коэффициенты, не равные нулю одновременно; пусть например, x 5 = 6, x 3 = 1. Тогда x 4 =2, x 2 = 6, x 1 =6 и мы получим соотношение

6 a 1 + 6 a 2 + a 3 + 2 a 4 + 6 a 5 = 0,

т.е. данная система векторов линейно независима.

Пример 2.19 . Найти собственные значения и собственные векторы матрицы

.

Решение. Вычислим определитель матрицы A

.

Итак, = ( l - 2) 2 × ( l +2) 2. Корни характеристического уравнения Shok - это числа l 1 = 2 и l 2 = -2. Другими словами, мы нашли собственные значения матрицы A. Для нахождения собственных векторов матрицы A подставим найденные значения l в систему (5.6): при l = 2 имеем систему линейных однородных уравнений

                   x 1 - x 2                        = 0,                       x 1 - x 2                         = 0,

                   x 1 - x 2                        = 0,            Þ            3x 2 -7x 3 - 3x 4 = 0,

                 3x 1 -       7x 3 - 3x 4 = 0,                                    5x 3 +  x 4 = 0.

                 4x 1 - x 2 + 3x 3 -  x 4 = 0,

Следовательно, собственному значению l = 2 отвечают собственные векторы вида a (8, 8, -3, 15), где a - любое отличное от нуля действительное число. При l = -2 имеем :

,

и поэтому координаты собственных векторов должны удовлетворять системе уравнений

                                                                       x 1 +3x 2             = 0,

                                                                              x 2             = 0,

                                                                                  x 3 +x 4 = 0.

Поэтому собственному значению l = -2 отвечают собственные векторы вида b (0, 0,-1, 1), где b - любое отличное от нуля действительное число.