Матрицы. Определители. Их свойства. Системы линейных уравнений с неизвестными. Однородные системы линейных уравнений

Содержание

Слайд 2

Литература Бугров Е.С. Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии / Е.С.

Литература

Бугров Е.С. Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии / Е.С. Бугров,

С.М. Никольский. М.: Наука, 1984.
Сборник задач по математике для втузов / под ред. А.В. Ефимова. М.: Наука, 1993. Часть 1.
Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры / Д.В. Беклемишев. М.: Наука, 1984.
Наумов В.А. Руководство к решению задач по линейной алгебре и аналитической геометрии / В.А. Наумов. М.: Наука, 1993.
Слайд 3

Лекция 1 2. Системы m линейных уравнений с n неизвестными. 4.

Лекция 1

2. Системы m линейных уравнений с
n неизвестными.

4. Однородные

системы линейных уравнений.

3. Системы n линейных уравнений с
n неизвестными.

Матрицы. Определители.
Их свойства.

Слайд 4

Определители 1.Определители второго порядка ОглавлениеОглавление:

Определители

1.Определители второго порядка

ОглавлениеОглавление:

Слайд 5

Определители 2.Определители третьего порядка ОглавлениеОглавление:

Определители

2.Определители третьего порядка

ОглавлениеОглавление:

Слайд 6

Определители 3. Свойства определителей (доказать самостоятельно) ОглавлениеОглавление:

Определители

3. Свойства определителей (доказать самостоятельно)

ОглавлениеОглавление:

Слайд 7

Определители ОглавлениеОглавление:

Определители

ОглавлениеОглавление:

Слайд 8

Определители ОглавлениеОглавление:

Определители

ОглавлениеОглавление:

Слайд 9

Определители ОглавлениеОглавление:

Определители

ОглавлениеОглавление:

Слайд 10

Определители ОглавлениеОглавление:

Определители

ОглавлениеОглавление:

Слайд 11

Определители ОглавлениеОглавление: Еще одно свойство определителей (доказать самостоятельно)

Определители

ОглавлениеОглавление:

Еще одно свойство определителей (доказать самостоятельно)

Слайд 12

Определители ОглавлениеОглавление: 4.Определители n-ого порядка

Определители

ОглавлениеОглавление:

4.Определители n-ого порядка

Слайд 13

Определители ОглавлениеОглавление: 4. Алгебраическое дополнение.

Определители

ОглавлениеОглавление:

4. Алгебраическое дополнение.

Слайд 14

Определители 5. Методы вычисления определителя n-ого порядка . ОглавлениеОглавление:

Определители

5. Методы вычисления определителя n-ого порядка

.

ОглавлениеОглавление:

Слайд 15

Определители и матрицы 1.1.Виды матриц 2.Операции над матрицами 3.Обратная матрица 4.Решение матричных уравнений 5.Ранг матрицы Оглавление

Определители и матрицы

1.1.Виды матриц
2.Операции над матрицами
3.Обратная матрица
4.Решение матричных уравнений
5.Ранг матрицы

Оглавление

Слайд 16

Определители и матрицы Оглавление 1. Виды матриц

Определители и матрицы

Оглавление

1. Виды матриц

Слайд 17

Определители и матрицы Оглавление Частные виды матриц

Определители и матрицы

Оглавление

Частные виды матриц

Слайд 18

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 19

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 20

Определители и матрицы Оглавление 2. Операции над матрицами

Определители и матрицы

Оглавление

2. Операции над матрицами

Слайд 21

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 22

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 23

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 24

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 25

Определители и матрицы Оглавление 3. Обратная матрица

Определители и матрицы

Оглавление

3. Обратная матрица

Слайд 26

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 27

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 28

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 29

Определители и матрицы Оглавление 4. Решение матричных уравнений

Определители и матрицы

Оглавление

4. Решение матричных уравнений

Слайд 30

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 31

Определители и матрицы Оглавление 5. Ранг матрицы

Определители и матрицы

Оглавление

5. Ранг матрицы

Слайд 32

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 33

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 34

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 35

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 36

Определители и матрицы Оглавление

Определители и матрицы

Оглавление

Слайд 37

Системы m линейных уравнений с n неизвестными. Рассмотрим Обозначим

Системы m линейных уравнений с
n неизвестными.

Рассмотрим

Обозначим

Слайд 38

Слайд 39

Терминология Обозначение.

Терминология

Обозначение.

Слайд 40

Определение . Система называется совместной, если решение существует, и несовместной в противном случае.

Определение .

Система называется совместной, если решение существует, и несовместной в противном

случае.
Слайд 41

Линейная зависимость строк (столбцов) матрицы или Линейной комбинацией столбцов называется выражение

Линейная зависимость строк (столбцов) матрицы

или

Линейной комбинацией столбцов называется выражение

Столбцы матрицы наз.

линейно независимыми (ЛНЗ), если

при

Слайд 42

Слайд 43

Для того, чтобы система (*) была совместной, необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие Достаточность. Доказательство.

Для того, чтобы система (*) была совместной,

необходимо и достаточно,

чтобы

выполнялось условие

Достаточность.

Доказательство.

Слайд 44

Необходимость.

Необходимость.

Слайд 45

Выводы. Если , то система не имеет решений; Если , то

Выводы.

Если , то система не имеет решений;
Если , то возможны два

случая:
Если , то решение единственно;
2) Если , то решений бесконечно много.
Слайд 46

Доказательство.

Доказательство.

Слайд 47

2. Правило Крамера. Решения находят по формулам:

2. Правило Крамера. Решения находят по формулам:

Слайд 48

3. Метод Гаусса. 2. Элементарные преобразования матрицы не изменяют ее ранга.

3. Метод Гаусса.

2. Элементарные преобразования матрицы не изменяют ее ранга.

Слайд 49

Алгоритм метода Гаусса. 2. Элементарными преобразованиями строк приводят ее к трапециевидной

Алгоритм метода Гаусса.

2. Элементарными преобразованиями строк приводят
ее к трапециевидной форме.

Возвращаясь

к системе уравнений, определяют
все неизвестные.
Слайд 50

Однородная система всегда совместна!

Однородная система всегда совместна!

Слайд 51

- тривиальное (нулевое) решение ОС Для того чтобы ОС (***) имела

- тривиальное (нулевое) решение ОС

Для того чтобы ОС (***) имела ненулевое

решение,

необходимо и достаточно,

чтобы выполнялось условие

Слайд 52

Необходимость. - нулевое решение Ч.т.д. Доказательство.

Необходимость.

- нулевое решение

Ч.т.д.

Доказательство.

Слайд 53

Для того чтобы ОС (***) имела ненулевое решение, необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие

Для того чтобы ОС (***) имела ненулевое решение,

необходимо и достаточно,

чтобы

выполнялось условие
Слайд 54

Свойства решений однородной системы 1. Линейная комбинация решений системы (***) является решением (***). Доказательство

Свойства решений однородной системы

1. Линейная комбинация решений системы (***) является

решением (***).

Доказательство

Слайд 55

Составим укороченную систему Присваиваются произвольные значения Значения вычисляются

Составим укороченную систему

Присваиваются
произвольные значения

Значения вычисляются

Слайд 56

Присвоим конкретные значения своб. неизв. Вычислим значения базисных неизвестных единственное решение

Присвоим конкретные значения своб. неизв.

Вычислим значения базисных неизвестных

единственное решение укороченной

системы.

решение ОС.

др. решение ОС.

др. решение ОС.

Слайд 57

Ч.т.д.

Ч.т.д.

Слайд 58

Общим решением системы (***) называется

Общим решением системы (***) называется

Слайд 59

Общее решение системы (***) можно представить в виде линейной комбинации решений

Общее решение системы (***) можно представить в виде линейной комбинации решений

из фундаментальной системы.

Общим решением системы (***) называется решение вида

Слайд 60

Пример. Решить систему Решение. Преобразуем основную матрицу

Пример.

Решить систему

Решение.

Преобразуем основную матрицу

Слайд 61

Ранг матрицы равен 2 базисный минор Запишем преобразованную систему

Ранг матрицы равен 2

базисный минор

Запишем преобразованную систему

Слайд 62

Общее решение системы Найдем частные ЛНЗ решения, полагая

Общее решение системы

Найдем частные ЛНЗ решения, полагая