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

Kretov1

.pdf
Скачиваний:
123
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
1.05 Mб
Скачать

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

нату решения. Этот процесс продолжаем до тех пор, пока не получим решение в виде набора координат. В случае а) получим единственный набор, в случае б) будет таких наборов бесконечно много.

Замечание 1. Для того чтобы однородная система n линейных уравнений (с n неизвестными) имела ненулевое решение необходимо и достаточно, чтобы ранг r ее основной матрицы был меньше числа n неизвестных, или ее определитель ∆ был равен нулю.

Пусть дана однородная система линейных уравнений:

a

x

+ a

x

2

+... + a

 

x

n

 

= 0,

 

 

11 1

 

12

 

1n

 

 

 

 

 

a21 x1 + a22 x2

+... + a2n xn

= 0,

(1.2.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

a

m1

x

+ a

m2

x

2

+... + a

mn

x

n

= 0,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

или в матричной форме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АХ= 0.

 

 

 

 

 

 

(1.2.10)

Положим r = r (A). Пусть общее решение системы (1.2.9) записано в виде:

x

(x

r+1

,..., x

n

)

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

x

r

(x

r +1

,..., x

n

)

(1.2.11)

X =

 

 

 

,

 

 

 

 

xr +1

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где x1, …, xr — главные переменные, xr+1, …, xn — свободные переменные. Выберем n – r решений системы (1.2.9), получен-

ных из общего решения следующим образом: одно из значений свободных переменных полагается равным 1, а остальные — равными0:

31

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

x

(1,0,...,0)

x

(0,1,...,0)

x

(0,0,...,1)

 

1

...

 

 

1

...

 

 

1

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

r

(1,0,...,0)

 

x

r

(0,1,...,0)

 

x

r

(0,0,...,1)

 

 

 

1

 

 

0

 

 

0

 

X1 =

 

 

,

X2 =

 

, …, Xn-r =

 

.

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

...

 

 

 

...

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти решения называются фундаментальной системой решений однородной системы (1.2.9).

Любое решение Х системы (1.2.9) может быть единственным способом представлено в виде

X = α1X1 + … + αn – rXn – r,

(1.2.12)

где α1, …, αn – r — некоторые числа.

Общее решение системы (1.2.2) может быть представлено в виде суммы общего решения системы (1.2.10) и какого-то одного (частного) решения системы (1.2.2).

бДСДзаь

Исследовать системы линейных уравнений, для совместных систем найти общее и одно частное решение:

111.

x x

 

= −1,

x

+ x

 

= 3,

 

 

 

x + x

 

= 3,

 

1

 

2

 

 

 

112. 1

 

2

 

113.

1

2

 

 

2x1 + x2 = 7.

x1 x2 = −1.

 

 

2x1 + 2x2 = 0.

114.

 

x

x

 

=1,

 

 

 

x + x

 

+ x

 

= 3,

 

 

 

1

 

 

 

2

 

115.

1

 

2

 

3

 

 

 

 

2x1 2x2 = 2.

 

 

2x1 + 2x2 + 2x3 = 6.

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

116.

 

x

x

 

=1,

117.

2x + 2y = 5,

x + y =1,

 

1

 

2

 

 

118.

 

2x1 2x2 = 5.

 

 

6x + 4y =10.

x + y = 2.

119.

2x + 2y = 2,

120.

3x + 2y =12,

3x 2y = 4,

 

3x +3y

= 3.

 

121.

 

 

 

 

4x y = 5.

6x 4y = 9.

122.

2x y +5z = 0,

 

2x 5y =11,

 

 

 

 

7z = 0.

 

123.

 

 

3x 4y

 

x + 6y = −3.

124.

3x 5y +1 = 0,

 

3x 2y = 2,

2x 3y = 4,

 

 

 

 

 

0.

125.

126.

 

7x +3y +17 =

 

9x 6y = 6.

4x 6 y = 7.

x1 + x2 + x3 = 3, 127. 2x1 x2 + x3 = 2,x1 +4x2 +2x3 = 5.

x1 + x2 x3 = 0, 129. 8x1 +3x2 6x3 = 0,4x1 x2 +3x3 = 0.

x1 + x2 = 3, 131. 2x1 +3x2 = 0,

2x1 4x2 =1.

x + y 3z = 5,

133.3x y z = 2,2x + y 9z = 0.

3x y + 2z = 0,

128.4x 3y +3z = 0,x +3y = 0.

4x 3y + 2z = 9,

130.2x +5y 3z = 4,

5x + 6y 2z =18.

3x + 4y + 2z = 8,

132.2x 4y 3z = −1,x +5y + z = 0.

2x y z = 0,

134.3x + 4y 2z = 0,3x 2y + 4z = 0.

33

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

2x 3y = −2,

x +2y = 2,5,

135. 2x 4y = −5,

23x 33y = −2 3.

3x y +2z = 2,

 

 

4x 3y +3z = 3,

136.

x +3y = 0,

 

 

5x +3z = 3.

 

 

2x x +3x 5x =1,

 

 

 

1

2

 

3

 

4

 

 

 

137.

 

 

x1 x2 5x3 = 2,

 

 

 

 

3x

2x

2x

5x

 

= 3,

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

7x

5x

9x

+10x

 

=8.

 

 

1

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

x1 + 2x2 +3x3 x4 =8,

 

 

 

2x1 x2 4x3 +3x4 =1,

138.

 

 

 

4x

7x

18x

+11x

 

 

= −13,

 

 

4

 

1

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

3x + x

x

+ 2x

 

 

= 9.

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

x1 2x2 + x3 x4 +3x5 = 2,

139.2x1 4x2 +3x3 2x4 +6x5 = 5,3x1 6x2 + 4x3 + −3x4 +9x5 = 7.

 

9x

3x

2

+5x

3

+ 6x

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140.

6x1 2x2 +3x3 + 4x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 x2 +3x3 +14x4 5

 

3x

+ 2x

2

+ x

3

 

= 5,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 +3x2 + x3 =1,

 

142.

2x

+ x

 

 

+3x

 

 

=11,

 

 

2

 

3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x + 4x

2

 

x

3

= −5.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

=4, 3x + y 5z = 0,

=x 2y + z = 0,

5,

=8. 2x +3y 4z = 0,

x +5y 3z = 0.

34

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

3x1 + 4x2 + x3 + 2x4 = 3, 143. 6x1 +8x2 + 2x3 +5x4 = 7,

9x1 +12x2 +3x3 +10x4 =13.

2x1 + x2 +3x4 = 4,

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ x

2

2x

3

= 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144.

3x1 + x3 x4

= 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + x

+ x

4

= 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 + x2 +4x3 3x4 = −3.

 

 

 

 

 

6x + 4x

2

+5x

3

+

2x

4

+3x

5

=1,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 + 2x2 + 4x3 + x4 + 2x5 = 3,

145.

3x

+ 2x

 

2x

 

 

+ x

 

= −7,

 

2

3

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9x +

6x

2

+ x

3

 

+3x

4

 

+

2x

5

 

 

= 2.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + x

2

 

+3x

3

 

2x

4

 

+

3x

5

 

=1,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 + 2x2 + 4x3 x4 +3x5 = 2,

146.

3x +

3x

 

 

 

+5x

 

 

 

2x

 

+3x

 

=1,

 

2

3

 

4

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +

2x

2

+8x

3

3x

4

+9x

5

= 2.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решить системы уравнений по формулам Крамера и с помощью обратной матрицы:

x

x

 

= 5,

x

x

 

= −4,

3x

+ 2x

 

=11,

147. 1

 

2

 

148. 1

 

2

 

149.

1

 

2

 

2x1 + x2 =1.

2x1 + x2 = −5.

 

4x1 3x2 = 0.

2ax 3by = 0,

3ax 6by = ab.

ax +by = f1 ,

151.

cx + dy = f2 .

35

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

152.

 

 

x

5x

 

= 0,

 

 

 

αx y = 2,

 

 

 

1

 

 

 

2

= −10.

 

 

153.

 

 

 

 

 

25x1 5x2

 

 

 

2x +αy =1.

154.

ax +3by =1,

 

 

 

 

3x 5y =13,

 

3y 4x =1,

 

 

+3ay =1.

 

 

155.

 

 

 

 

81.

156.

 

bx

 

 

 

2x + 7 y =

 

3x + 4y =18.

157.

ax +by = c,

 

 

 

 

 

 

 

3x + 2y = 7,

 

 

ay = d.

 

 

 

 

 

 

158.

 

 

 

 

 

bx

 

 

 

 

 

 

 

4x 5y = 40.

159.

ax 3y =1,

 

 

 

 

 

 

 

5x + 2y = 4,

 

 

2y = 2.

 

 

 

 

 

 

160.

 

 

 

 

 

ax

 

 

 

 

 

 

 

7x + 4y = 8.

 

 

mx ny = (m n)

2

,

 

3x + y =1,

161.

 

 

162.

 

 

 

 

 

 

y = n (при m

n)

 

 

 

 

2x

 

x y = 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

163.

2x 5y =11,

 

 

 

 

 

 

3x 5y +1 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

164.

 

 

+3y +17 = 0.

 

x + 6y = 8 3.

 

 

 

 

7x

 

3x 3y +2z = 2,

 

 

 

 

2x y + 4z =15,

165.

 

4x 5y +2z =1,

 

 

 

 

 

3x y + z = 8,

 

 

 

 

166.

 

 

 

6y +4z = 3.

 

 

 

 

 

2x + y + z = 0.

 

5x

 

 

 

 

 

 

 

x

+ x

 

+ x

 

 

 

=1,

 

 

 

 

x + y z = 36,

167.

 

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

= −5,

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

x2

+ 2x3

 

 

 

 

168. x + z y =13,

 

4x

 

+ x

2

+

4x

3

= −2.

 

 

y + z x = 7.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2y + z = 4,

 

 

 

 

2x 4y +9z = 28,

169.

 

 

5y +3z =1,

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

170. 7x +3y 6z = −1,

 

 

2x + 7 y z = 8.

 

 

 

 

 

7x

+9y 9z = 5.

 

 

 

 

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

2x + y = 5,

171.x +3z =16,5y z =10.

3x 3y +2z = 2,

4x 5y +2z =1,

5x 6y +4z = 3.173.

x y + z = a, 175. x + y z = b,y + z x = c.

2x 3y + z 2 = 0,

177. x + 25y 4z +5 = 0,4x + y 3z + 4 = 0.

3x + 2y z = 0, 179. 2x y +3z = 0,x +3y 4z = 0.

x + 2y +3z = 4, 181. 2x + y + z = 3,3x +3y + 2z = 7.

 

2x y + z = 2,

 

 

183. 3x + 2y + 2z = −2,

 

x 2y + z =1.

 

3x 3y + z = 36,

 

2x 3z = −17,

172.

 

6x 5z = 7.

 

x + y + z = a,

174.x y + z = b,x + y z = c.

2x + y z = 0,

176.x + 2y + z = 0,2x y + 3z = 0.

2x 4y +3z =1,

178. x 2y + 4z = 3,3x y +5z = 2.

x + 2y +3z = 4, 180. 2x + 4y + 6z = 3,3x + y z =1.

x + 2y +3z = 4, 182. 2x + y z = 3,

3x +3y + 2z =10.

x + 2y 3z = 5, 184. 2x y z =1,x +3y + 4z = 6.

37

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

x 3y + z = 4,

185.2x +3y + z = 3,4x y + z =11.

x + 2y z = 2,

187.2x 3y + 2z = 2,3x + y + z = 8.

2x1 x2 x3 = 5,

189.x1 2x2 +3x3 = −3,7x1 + x2 x3 =10.

x + 2y z =1,

186.3x + y + 2z = 0,x + 4y +3z = 2.

x y + z = 2,

188.2x 2y + 2z = 4,3x 3y +3z = 5.

4x1 + 2x2 +3x3 = −2, 190. 2x1 +8x2 x3 = 8,9x1 + x2 +8x3 = 0.

0,04x 0,18y + 4z = 20,

191.4x + 0,24y 0,08z =8,0,09x +3y 0,15z =9.

3,21x + 0,72y + 0,34z = 6,12,

192.0,43x + 4,11y + 0,22z = 5,71,0,17x + 0,16y + 4,73z = 7,06.

2x x

2

x

3

 

= 4,

x

+ x

2

 

+ 2x

3

= −1,

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

193. 3x1

+ 4x2

2x3

=11,

194. 2x1 x2

 

+ 2x3

= −4,

 

 

2x2

+ 4x3

=11.

 

 

 

 

 

 

 

+ 4x3

= −2.

3x1

4x1 + x2

 

 

3x

+ 2x

2

+ x

3

 

= 5,

x

+ 2x

2

 

+ 4x

3

= 31,

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

195.

2x1 +3x2

+ x3

 

=1,

196. 5x1 + x2

 

 

+ 2x3

= 29,

2x

+ x

2

+3x

3

=11.

3x

x

2

+ x

3

=10.

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1.2. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

x + 2y +3z =8,

 

x1 + 2x2 +3x3 = 4,

197. 4x +5y +6z =19,

198.

2x1 +6x2 + 4x3 = −6,

 

7x +8y =1.

 

 

 

+10x2

+8x3 = −8.

 

 

3x1

x + 2y +3z = −8,

 

2x + x + 4x +8x = 0,

 

 

1

2

3

4

 

 

200.

x1 +3x2

6x3 + 2x4 = 0,

199. 2x +3y + z = −3,

 

3x1

2x2 + 2x3 2x4 =0,

 

 

 

 

 

 

 

x +

2 x

= 0.

2x + y +3z = −1.

 

2x

 

 

 

 

1

2

3

 

x1 + 2x2 3x3 + 4x4 = −13,

201.x1 + x3 + 2x4 = −1,

3x1 + 4x2 +5x3 =11,5x1 + 6x2 + 7 x3 =19.2x4

x1 + 4x2 +5x3 4x4 = −15,

202. x1 + 2x2 2x3 + 4x4 = 3,2x1 + 6x2 + x3 = −6,

3x1 + x3 + 2x4 =11.

x1 + x2 + 2x3 +3x4 =1,

203.3x1 x2 x3 2x4 = −4,2x1 +3x2 x3 x4 = −6,x1 + 2x2 +3 x3 x4 = −4.x1 + 2x2 +3x3 2x4 = 6,

204.2x1 x2 2x3 3x4 = 8,3x1 + 2x2 x3 + 2x4 = 4,2x1 3x2 + 2 x3 + x4 = −8.

39

ЙО‡‚‡ I. е‡ЪрЛˆ˚ Л УФрВ‰ВОЛЪВОЛ. лЛТЪВП˚ ОЛМВИМ˚ı Ыр‡‚МВМЛИ

 

x1 + 2x2 +3x3 + 4x4 = 5,

205.

2x1 + x2 + 2x3 +3x4

=1,

 

 

+ 2x2

+ x3 + 2x4

 

 

3x1

=1,

 

4x

+3x

+ 2 x

+ x

= −5.

 

 

1

2

3

4

Решить системы уравнений методом Гаусса:

206. x1 x2 = −1,2x1 + x2 = 7.

2x1 + x2 +3x3 = 5,

 

208. x1 2x2 +3x3 = −3,

 

7x + x

x

=10.

 

 

1

2

3

 

 

3x1 x2 + x3 + 2x5 =18,

2x 5x

+ x

+ x

= −7,

 

1

2

4

5

 

210.

x1 x4 + 2x5 =8,

 

2x

+ x

+ x

x

=10,

 

2

3

4

5

=1.

 

x

+ x

3x

+ x

 

1

2

3

4

 

0,08y + 4z =

212.4x + 0,24y 0,08z =0,09x + 3y 0,15z =0,04x

3,21x + 0,71y + 0,34z 213. 0,43x + 4,11y + 0,22z

0,17x + 0,16y + 4,73z

3x + 2y + z = 5,

207.x + y z = 0,4x y +5z = 3.

 

x1 + x2 x3 + x4 = 4,

209.

2x1 x2 +3x3 2x4 =1,

x

x + 2x

4

=6,

 

1

3

 

 

3x1 x2 + x3 x4 = 0.

4x1 + 2x2 +3x3 = −2, 211. 2x1 +8x2 x3 =8,

9x1 + x2 +8x3 = 0.

20,

8,

9.

=6,12,

=5,71,

=7,06.

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]