- •21. Матрицы. Слу в матричной форме.
- •22. Матрица как линейный оператор
- •23. Умножение матриц.
- •24. Определители. Определители 2 и 3 –го порядков.
- •25. Свойства определителей.
- •26. Миноры. Алг. Дополнения
- •27. Разложение определителей по элементам строки.
- •28. Единичная матрица. Обратная матрица.
- •29. Теорема и формулы Крамера.
- •30. Решение линейных систем с помощью обратной матрицы
- •31. Метод Гаусса для решения линейных систем.
- •32. Решение слу методом Жордана-Гаусса
- •33. Ранг. Теорема Кронекера-Капелли
- •34. Собственные вектора и собственные значения.
- •35. Комплексные числа. Алгебра к.Ч.
- •36. Тригонометрическая форма к.Ч.
- •37. Формулы Эйлера. Показательная форма к.Ч.
- •38. Возведение в степень к.Ч.
- •39. Решение алгебраического уравнения n-ной степени. Извлечение корней к.Ч.
- •40. Логарифм к.Ч. (последняя формула)
29. Теорема и формулы Крамера.
Метод Крамера (правило Крамера) — способ решения квадратных систем линейных алгебраических уравнений с ненулевым определителем основной матрицы (причём для таких уравнений решение существует и единственно). Назван по имени Габриэля Крамера (1704–1752), придумавшего метод.
Описание метода
Для системы линейных уравнений с неизвестными (над произвольным полем)
с определителем матрицы системы , отличным от нуля, решение записывается в виде
(i-ый столбец матрицы системы заменяется столбцом свободных членов). В другой форме правило Крамера формулируется так: для любых коэффициентов c1, c2, …, cn справедливо равенство:
В этой форме формула Крамера справедлива без предположения, что отлично от нуля, не нужно даже, чтобы коэффициенты системы были бы элементами целостного кольца (определитель системы может быть даже делителем нуля в кольце коэффициентов). Можно также считать, что либо наборы и , либо набор состоят не из элементов кольца коэффициентов системы, а какого-нибудь модуля над этим кольцом. В этом виде формула Крамера используется, например, при доказательстве формулы для определителя Грама и Леммы Накаямы.
30. Решение линейных систем с помощью обратной матрицы
Ма́тричный метод решения (метод решения через обратную матрицу) систем линейных алгебраических уравнений с ненулевым определителем состоит в следующем.
Пусть дана система линейных уравнений с неизвестными (над произвольным полем):
Тогда её можно переписать в матричной форме:
, где — основная матрица системы, и — столбцы свободных членов и решений системы соответственно:
Умножим это матричное уравнение слева на — матрицу, обратную к матрице :
Так как , получаем . Правая часть этого уравнения даст столбец решений исходной системы. Условием применимости данного метода (как и вообще существования решения неоднородной системы линейных уравнений с числом уравнений, равным числу неизвестных) является невырожденность матрицы A. Необходимым и достаточным условием этого является неравенство нулюопределителя матрицы A:
.
Для однородной системы линейных уравнений, то есть когда вектор , действительно обратное правило: система имеет нетривиальное (то есть ненулевое) решение только если . Такая связь между решениями однородных и неоднородных систем линейных уравнений носит название альтернативы Фредгольма.
31. Метод Гаусса для решения линейных систем.
Формулы Крамера и матричный метод решения систем линейных уравнений не имеют серьезного практического применения, так как связаны с громоздкими выкладками. Практически для решения систем линейных уравнений чаще всего применяется метод Гаусса, состоящий в последовательном исключении неизвестных по следующей схеме.Для того чтобы решить систему уравнений
выписывают расширенную матрицу этой системы и над строками этой матрицы производят элементарные преобразования, приводя ее к виду, когда ниже главной диагонали, содержащей элементы будут располагаться нули. Разрешается: 1) изменять порядок строк матрицы, что соответствует изменению порядка уравнений; 2) умножать строки на любые отличные от нуля числа, что соответствует умножению соответствующих уравнений на эти числа; 3) прибавлять к любой строке матрицы другую, умноженную на отличное от нуля число, что соответствует прибавлению к одному уравнению системы другого, умноженного на число. С помощью этих преобразований каждый раз получается расширенная матрица новой системы, равносильной исходной, т. е. такой системы, решение которой совпадает с решением исходной системы.