Примеры решения задач по математике Информатика Электротехника Энергетика Решение задач по ядерной физике Курс лекций и задач по физике Cопротивление материалов

Математика курс лекций и решение задач

Система линейных уравнений, имеющая хотя бы одно решение, называется совместной. В противном случае, т.е. если система не имеет решений, то она называется несовместной.

Элементы теории матриц

В предыдущем разделе было введено определение матрицы A размерности p ´ q как прямоугольной таблицы:

 .

Можно пользоваться сокращенной формой записи:

  A = (aij); i = 1, 2, 3, ¼, p; j = 1, 2, 3, ¼, q.

Две матрицы одинаковой размерности p ´ q называются равными, если в них одинаковые места заняты  равными числами (на пересечении i-й строки и

j-го столбца в одной и в другой матрице стоит одно и то же число; i=1, 2, ..., p; j=1, 2, ..., q).

Пусть A = (aij) – некоторая матрица и a – произвольное число, тогда aA = (aaij), то есть при умножении матрицы A на число a все числа, составляющие матрицу A, умножаются на число a.

Пусть A и B – матрицы одинаковой размерности A = (aij), B = (bij), тогда их сумма A + B – матрица C = (cij) той же размерности, опреде­ляемая из формулы cij = aij + bij, то есть при сложении двух матриц попарно складываются одинаково расположенные в них числа.

Матрицу A можно умножить на матрицу B, то есть найти матрицу C = AB, если число столбцов n матрицы A равно числу строк матрицы B, при этом матрица C будет иметь столько строк, сколько строк у матрицы A и столько столбцов, сколько столбцов у матрицы B. Каждый элемент матрицы C определяется формулой

 

Элемент cij матрицы-произведения C равен сумме произведений элементов i-

строки первой матрицы- сомножителя на соответствующие  элементы j-го столбца второй матрицы-сомножителя.

Из сказанного следует, что если можно найти произведение матриц AB, то произведение BA, вообще говоря, не определено.

Приведем примеры перемножения матриц Таким образом, формула является записью системы m линейных уравнений с n неизвестными в матричной форме. Ниже будет показано, что, записывая систему в сжатом виде, кроме краткости написания мы получаем и другие очень важные преимущества. Применим для решения метод Жордана-Гаусса который является модификацией метода Гаусса.

Нулевой матрицей называется матрица, у которой все элементы – нули. Очевидно равенство A + (–1)A = 0. Здесь в правой части через 0 обозначена нулевая матрица той же размерности, что и матрица A. Квадратная матрица размера n называется единичной, если все её элементы, стоящие на главной диагонали, равны единице, а все остальные – нули.

Определители Рассмотрим систему двух линейных уравнений с двумя неизвестными в общем виде Рассмотрим теперь систему трех линейных уравнений с тремя неизвестными Дадим определение определителя квадратной матрицы n-го порядка или просто определителя n-го порядка. (В дальнейшем, принимая во внимание введённое обозначение, под элементами, строками и столбцами определителя матрицы будем подразумевать элементы, строки и столбцы этой матрицы.)

Если в определителе вместо любой строки записать сумму этой строки и любой другой строки, умноженной на некоторое число, то полученный новый определитель будет равен исходному. Вычисление определителя четвертого порядка сводится в худшем случае (если среди элементов нет нулей) к вычислению четырех определителей третьего порядка.

Вычисление обратной матрицы

Правило Крамера решения квадратных систем линейных уравнений

Совокупность n чисел c1,…,cn называется решением данной системы, если каждое уравнение системы обращается в равенство после подстановки в него чисел c1,…,cn вместо соответствующих неизвестных x1,…,xn.
Математика примеры решения задач