Системы линейных уравнений и методы их решения. (Тема 2)

Содержание

Слайд 2

План изложения темы 1. Основные сведения о СЛУ: Определение Виды Разрешимость

План изложения темы

1. Основные сведения о СЛУ:
Определение
Виды
Разрешимость
2. Методы решения СЛУ:
Метод обратной

матрицы
Метод Крамера
Метод Гаусса
Метод Жордана-Гаусса
3. Понятие СЛОУ
Слайд 3

Литература Высшая математика для экономистов: Учебник для студентов вузов. Под ред.

Литература

Высшая математика для экономистов: Учебник для студентов вузов. Под ред. проф.

Н.Ш. Кремера.
Высшая математика для экономистов: Практикум для студентов вузов. Под ред. проф. Н.Ш. Кремера.
Слайд 4

Система линейных уравнений (СЛУ) из m уравнений с n неизвестными имеет

Система линейных уравнений (СЛУ)

из m уравнений с n неизвестными
имеет вид:
где

-коэффициенты при переменных;
- свободные члены уравнений
Слайд 5

Краткая форма записи СЛУ С помощью знаков суммирования систему записывают в виде:

Краткая форма записи СЛУ

С помощью знаков суммирования систему записывают в виде:

Слайд 6

Матричная форма СЛУ Обозначения: основная матрица вектор вектор системы неизвестных свободных

Матричная форма СЛУ

Обозначения:
основная матрица вектор вектор
системы неизвестных свободных
членов
СЛУ принимает вид матричного уравнения:

Слайд 7

Решение СЛУ Решением СЛУ называется упорядоченный набор (вектор) значений , при

Решение СЛУ

Решением СЛУ называется упорядоченный набор (вектор) значений , при подстановке

которого в СЛУ, каждое уравнение обращается в верное равенство.
Решить СЛУ – найти множество всех его решений.
Слайд 8

Равносильные СЛУ Две системы уравнений называются равносильными или эквивалентными, если они

Равносильные СЛУ

Две системы уравнений называются равносильными или эквивалентными, если они имеют

одно и то же множество решений.
Элементарные преобразования над матрицей приводят к получению систем, равносильных данной.
Слайд 9

Виды СЛУ по числу решений

Виды СЛУ по числу решений

Слайд 10

Разрешимость СЛУ Расширенной матрицей системы называется матрица (А|В). Теорема Кронекера-Капелли: СЛУ

Разрешимость СЛУ

Расширенной матрицей системы называется матрица (А|В).
Теорема Кронекера-Капелли: СЛУ совместна тогда

и только тогда, когда ранг основной матрицы системы равен рангу ее расширенной матрицы, т.е. СЛУ совместна ↔ r(A) = r(A|B).
Совместная система имеет
единственное решение (определённа), если ранг расширенной матрицы равен числу неизвестных;
бесконечное число решений (неопределённа), если ранг меньше числа неизвестных.
Слайд 11

Система n уравнений с n неизвестными (СЛУ n×n) Число уравнений равно

Система n уравнений с n неизвестными (СЛУ n×n)

Число уравнений равно числу

неизвестных (m=n).
Основная матрица системы А является квадратной.
Определитель det А = ∆А называется определителем системы.
Слайд 12

Методы решения СЛУ Метод обратной матрицы – для СЛУ n×n; Метод

Методы решения СЛУ

Метод обратной матрицы – для СЛУ n×n;
Метод Крамера -

для СЛУ n×n;
Метод Гаусса – для всех СЛУ;
Метод Жордана-Гаусса – для всех СЛУ.
Слайд 13

Метод обратной матрицы Для СЛУ n×n, записанной в матричном виде имеющей

Метод обратной матрицы

Для СЛУ n×n,
записанной в матричном виде
имеющей невырожденную матрицу

А (∆А ≠ 0)
имеется единственное решение Х, определяемое формулой:
Если ∆А =0, то метод обратной матрицы неприменим для решения СЛУ.
Применяется не только в решении СЛУ, но и других матричных уравнений.
Слайд 14

Метод Крамера Обозначим ∆ - определитель системы, ∆i – определитель, получаемый

Метод Крамера

Обозначим ∆ - определитель системы,
∆i – определитель, получаемый заменой

в матрице А j-го столбца на столбец свободных членов В.
При ∆≠0 СЛУ совместна определённа, её единственное решение находят по формулам
Если ∆=0 и хотя бы один ∆i ≠0, то система несовместна (не имеет решений).
Если ∆=0 и все ∆i =0, то система совместна неопределённа, её решения находят другими методами.
Слайд 15

Метод Гаусса является универсальным, т.е. применим для решения любой СЛУ. Др.

Метод Гаусса

является универсальным, т.е. применим для решения любой СЛУ.
Др. название –

метод последовательного исключения неизвестных.
Идея метода – заменить СЛУ более простой равносильной системой.
Осуществляется в 2 этапа:
«Прямой ход» - преобразование расширенной матрицы системы к ступенчатому виду с помощью элементарных преобразований;
«Обратный ход» - решение равносильной системы, начиная с последнего уравнения.