Реферат по предмету "Математика"


Элементы аналитической геометрии

--PAGE_BREAK--3. Вычисление определителей.


Решение:

Используя  алгебраические преобразования, получим в первом столбце в четвертой и пятой строке нули. Для этого от элементов четвертой строки отнимем элементы первой строки и полученный результат запишем на место элементов четвертой строки матрицы. От элементов пятой строки отнимем  элементы первой строки и полученный результат запишем на место элементов пятой строки матрицы. Получим:



Разложим определитель матрицы по элементам первого столбца, имеем:



Такой прием называется сведением определителя более высокого порядка к определителю более низкого порядка.

Во второй строке последнего определителя все элементы строки, кроме элемента первого столбца, равны нулю. Поэтому удобно разложить определитель матрицы по элементам второй строки. В результате получим следующий результат.



В новом определителе третьего порядка во второй строке только один элемент не равен нулю, поэтому разложим этот определитель по элементам второй строки. Получим следующий результат:



Определитель матрицы равен 4.

4. Метод Гаусса.
Найти решение системы линейных уравнений методом Гаусса.



Решение:

Система уравнений– это условие, состоящее в одновременном выполнении нескольких уравнений относительно нескольких переменных. Решением системы уравнений называется упорядоченный набор чисел (значений переменных), при подстановке которых вместо переменных каждое из уравнений системы обращается в верное равенство.

Метод Гаусса– классический метод решения системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). Это метод последовательного исключения переменных, когда с помощью элементарных преобразований система уравнений приводится к равносильной системе ступенчатого (или треугольного) вида, из которого последовательно, начиная с последних (по номеру) переменных, находятся все остальные переменные.

Сформируем исходную матрицу:

Разделим все элементы первой строки матрицы на 7, получим:

Умножим все элементы первой строки матрицы на 4 и просуммируем с элементами второй строки, результат вычислений запишем во вторую строку:



Умножим все элементы первой строки матрицы на 9 и просуммируем с элементами третьей строки, результат вычислений запишем в третью строку:

Все элементы второй строки разделим на 9 6/7:

Все элементы второй строки умножим на -16 3/7 и складываем с элементами третьей строки:

Ранг матрицы системы равен: r(A) = 2; ранг расширенной матрицы (вместе со столбцом свободных членов) r(A1)=3, т. е. r(A)≠r(A1); следовательно система уравнений несовместна, т. е. не имеет решений.



    продолжение
--PAGE_BREAK--5. Метод Крамера.
Решить систему линейных уравнений методом Крамера.



Решение:

Рассмотрим систему 3-х линейных уравнений с тремя неизвестными:



Определитель третьего порядка, соответствующий матрице системы, т.е. составленный из коэффициентов при неизвестных,



называется определителем системы.

Составим ещё три определителя следующим образом: заменим в определителе  последовательно 1, 2 и 3 столбцы столбцом свободных членов



Тогда можно доказать следующий результат.


Теорема (правило Крамера).Если определитель системы Δ ≠ 0, то рассматриваемая система имеет одно и только одно решение, причём

Таким образом, заметим, что если определитель системы Δ ≠ 0, то система имеет единственное решение и обратно. Если же определитель системы равен нулю, то система либо имеет бесконечное множество решений, либо не имеет решений, т.е. несовместна.



  — 331

Определитель системы не равен нулю, следовательно, система уравнений имеет единственное решение.











 

Найдем решениесистемы уравнений:









6. Матричные уравнения
Решить матричное уравнение, вычисляя обратную матрицу, сделать проверку.




Решение:

Матрицы дают возможность кратко записать систему линейных уравнений. Пусть дана система из 3-х уравнений с тремя неизвестными:




Матрицы дают возможность кратко записать систему линейных уравнений. Пусть дана система из 3-х уравнений с тремя неизвестными:


Рассмотрим матрицу системы

и матрицы столбцы неизвестных и свободных членов

/>.

Найдем произведение

/>

т.е. в результате произведения мы получаем левые части уравнений данной системы. Тогда пользуясь определением равенства матриц данную систему можно записать в виде

/> или короче A∙X=B.

Здесь матрицы A и B известны, а матрица X неизвестна. Её и нужно найти, т.к. её элементы являются решением данной системы. Это уравнение называют матричным уравнением.

Пусть определитель матрицы отличен от нуля |A| ≠ 0. Тогда матричное уравнение решается следующим образом. Умножим обе части уравнения слева на матрицу A-1, обратную матрице A:

/>.

Поскольку A-1A = E и E∙X = X, то получаем решение матричного уравнения в виде X = A-1B.

Заметим, что поскольку обратную матрицу можно найти только для квадратных матриц, то матричным методом можно решать только те системы, в которых число уравнений совпадает с числом неизвестных. Однако, матричная запись системы возможна и в случае, когда число уравнений не равно числу неизвестных, тогда матрица A не будет квадратной и поэтому нельзя найти решение системы в виде X = A-1B.

В нашем случае матричная запись системы уравнений будет выглядеть следующим образом: X∙A=B, а  решение матричного уравненияполучаем в виде X = B∙ A-1.

 

Вычислим обратную матрицу А-1.

Определитель матрицы





Система совместна и имеет единственное решение.

Вычислим союзную матрицу, состоящую из алгебраических дополнений элементов матрицы А.























Союзная матрица .

Транспонируя союзную матрицу, находим к матрице А присоединенную матрицу.

Присоединенная матрица  .


Вычислим обратную матрицу по формуле: . Получим следующий результат:

.

Найдем  X
=
B

A
-1, выполнив умножение матриц B∙ A-1.

Матрица— математический объект, записываемый в виде прямоугольной таблицы чисел и допускающий алгебраические операции (сложение, вычитание, умножение) между ним и другими подобными объектами.

Умножение матриц— одна из основных операций над матрицами. Матрица, получаемая в результате операции умножения называется произведением матриц. Операция умножения двух матриц выполнима только в том случае, если число столбцов в первом сомножителе равно числу строк во втором, в этом случае говорят, что форма матриц согласована.



Вычислимэлементыматрицы|Х|:

x1,1 = b1,1 ∙ a1,1 + b2,1 ∙ a1,2 + b3,1 ∙ a1,3

x1,2 = b1,2 ∙ a1,1 + b2,2 ∙ a1,2 + b3,2 ∙ a1,3

x1,3 = b1,3 ∙ a1,1 + b2,3 ∙ a1,2 + b3,3 ∙ a1,3
x2,1 = b1,1 ∙ a2,1 + b2,1 ∙ a2,2 + b3,1 ∙ a2,3

x2,2 = b1,2 ∙ a2,1 + b2,2 ∙ a2,2 + b3,2 ∙ a2,3

x2,3 = b1,3 ∙ a2,1 + b2,3 ∙ a2,2 + b3,3 ∙ a2,3
x3,1 = b1,1 ∙ a3,1 + b2,1 ∙ a3,2 + b3,1 ∙ a3,3

x3,2 =  b1,2 ∙ a3,1 + b2,2 ∙ a3,2 + b3,2 ∙ a3,3

x3,3 =  b1,3 ∙ a3,1 + b2,3 ∙ a3,2 + b3,3 ∙ a3,3



x1,1 = 

1



3

+

2



(-3)

+

3



1

=

3

+

(-6)

+

3

=



x1,2 = 

1



(-2.5)

+

2



4

+

3



(-1.5)

=

-2.5

+

8

+

(-4.5)

=

1



x1,3 = 

1



0.5

+

2

∙  (

-1)

+

3



0.5

=

0.5

+

(-2)

+

1.5

=





x2,1 = 

2



3

+

4



(-3)

+

6



1

=

6

+

(-12)

+

6

=





x2,2 = 

2



(-2.5)

+

4



4

+

6



(-1.5)

=

-5

+

16

+

(-9)

=

2



x2,3 = 

2



0.5

+

4



(-1)

+

6



0.5

=

1

+

(-4)

+

3

=





x3,1 = 

3



3

+

6



(-3)

+

9



1

=

9

+

(-18)

+

9

=





x3,2 = 

3



(-2.5)

+

6



4

+

9



(-1.5)

=

-7.5

+

24

+

(-13.5)

=

3



x3,3 = 

3



0.5

+

6



(-1)

+

9



0.5

=

1.5

+

(-6)

+

4.5

=



Результирующая матрица:.

Выполним проверку, подставив в формулу X∙A=B значения │Х│ и │А│. В результате выполненного умножения матриц должна получится матрица │В│.




Вычислимэлементыматрицы|B|:

b1,1 = x1,1 ∙ a1,1 + x1,2 ∙ a2,1 + x1,3 ∙ a3,1

b1,2 = x1,1 ∙ a1,2 + x1,2 ∙ a2,2 + x1,3 ∙ a3,2

b1,3 = x1,1 ∙ a1,3 + x1,2 ∙ a2,3     продолжение
--PAGE_BREAK--


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Стратегия решения проблем управления супермаркета "О Кей"
Реферат Задачи и права налоговой службы, ответственность за нарушение налогового законодательства
Реферат Февральская революция 1917 г.
Реферат 1. Абулхаир хан и его обращение о принятии в подданство России. Посольство А. И. Тевкелева
Реферат Организация приёмки товаров по количеству и по качеству
Реферат Анализ и диагностика финансово-хозяйственной деятельности ООО "Интеркино-Челябинск"
Реферат Определение массы полимера криоскопическим способом
Реферат Роль ярмарок и выставок в системе маркетинговых коммуникаций
Реферат Entrepreneurial Adventure Essay Research Paper Entrepreneurial Adventure
Реферат Тайна эффекта 25-го кадра Миф и реальность
Реферат Если б я был губернатором
Реферат Б.Н.Ельцин как публицист
Реферат Биотехнология препаратов нормофлоры
Реферат Темперамент у дошкольников
Реферат Альтернативна енергія 2