Заданы две системы линейных уравнений. Решить первую систему методом Крамера. Полученный при решении первой системы результат проверить с метода обратной матрицы. Вторую систему решить с метода Гаусса.


Заданы две системы линейных уравнений. Решить первую систему методом Крамера. Полученный при решении

sos130 sos130    3   29.11.2021 13:14    40

Ответы
567545676676 567545676676  21.01.2024 14:07
Хорошо, я с радостью помогу вам разобраться с этим вопросом! Давайте начнем с решения первой системы уравнений методом Крамера.

Метод Крамера основан на нахождении определителей матриц. Для решения системы уравнений с n неизвестными, мы сначала вычисляем главный определитель матрицы коэффициентов системы (общий определитель), а затем находим n определителей, заменяя столбец коэффициентов со столбцом значений. Решениями системы являются отношения этих определителей.

Исходя из данной системы уравнений, у нас имеются следующие коэффициенты:
a₁₁ = 2, a₁₂ = 1, a₂₁ = 1, a₂₂ = -1,
b₁ = 3, b₂ = -1.

1) Для начала, вычислим определители матрицы коэффициентов A и каждого из определителей Dx, где x обозначает каждую неизвестную. Определитель A обозначим как D:

A = |a₁₁ a₁₂|
|a₂₁ a₂₂|

D = |b₁ a₁₂|
|b₂ a₂₂|

2) Теперь, вычислим значения определителей Dx. Для этого мы заменяем столбец коэффициентов x со столбцом значений b и вычисляем определитель матрицы:

D₁ = |b₁ a₁₂|
|b₂ a₂₂|

D₂ = |a₁₁ b₁|
|a₂₁ b₂|

3) Вычислим значения неизвестных x₁ и x₂, используя формулу: x = Dx/D.

x₁ = D₁ / D
x₂ = D₂ / D

Теперь, чтобы решить эту систему уравнений методом обратной матрицы, нам нужно найти обратную матрицу A⁻¹ и умножить ее на вектор значений b, чтобы найти значения неизвестных x₁ и x₂.

1) Для начала, вычислим обратную матрицу A⁻¹:

A⁻¹ = 1/D * |a₂₂ -a₁₂|
|-a₂₁ a₁₁ |

2) Теперь, умножим обратную матрицу A⁻¹ на вектор значений b:

x = A⁻¹ * b

x₁ = a₂₂ * b₁ + (-a₁₂) * b₂
x₂ = (-a₂₁) * b₁ + a₁₁ * b₂

Теперь, перейдем ко второй системе уравнений и решим ее методом Гаусса.

Метод Гаусса основан на приведении системы уравнений к ступенчатому виду с помощью элементарных преобразований строк (сложение строк, умножение строки на число, замена строк местами). Мы последовательно выполняем эти преобразования, чтобы получить упрощенную систему, в которой решение становится очевидным.

Исходя из данной системы уравнений:

2x + y = 3
x - y = -1

1) Первым шагом метода Гаусса является устранение коэффициентов x под главной диагональю (во всех строках, кроме первой).

Вычтем из второй строки первую строку, умноженную на a₂₁/a₁₁:

x + y/2 = -1/2

2) Вторым шагом является приведение системы к треугольному виду, устраняя коэффициенты y под главной диагональю.

Умножим вторую строку на 2:

x + y = -1

3) После этого, мы имеем систему уравнений в треугольном виде:

2x + y = 3
x + y = -1

4) Затем, решаем систему уравнений методом обратной подстановки. Начиная с последнего уравнения и последовательно подставляя найденные значения для x в предыдущие уравнения, получаем значения x₁ и x₂:

x + y = -1
x = -1 - y

Подставляем это значение в первое уравнение и решаем его:

2x + y = 3
2(-1 - y) + y = 3
-2 - 2y + y = 3
-y = 5
y = -5

Подставляем найденное значение y во второе уравнение и решаем его:

x + y = -1
x + (-5) = -1
x = 4

Таким образом, получаем решение второй системы уравнений: x = 4, y = -5.

Вот, мы решили обе системы уравнений, используя методы Крамера и Гаусса соответственно. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, буду рад помочь!
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика