Статьи

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Решить систему по формулам Крамера

№1. Решить систему по формулам Крамера.

 

-8х1 – 2х2 – 3х3 = -8

-6х1 + 6х2 + 7х3 = 68

1х1 + 4х2 + 4х3 = 30

 

         -8 -2 -3

D =    -6  6  7 = (-8) · 6 · 4 + (-2) · 7 · 1 + (-6) · 4 · (-3) – (-6) · (-2) · 4 – 4 · 7 · (-8) =

         1  4  4

                   = -192 – 14 + 72 + 18 – 48 + 224 = 60 ≠ 0

         -8 -2 -3

D1 = 68  6  7 = (-8) · 6 · 4 + (-2) · 7 · 30 + 68 · 4 · (-3) – 68 · (-2) · 4 – 4 · 7 · (-8) =

         30  4  4

                     = -192 – 420 – 816 + 540 + 544 + 224 = -120

         -8 -8 -3

D2 = -6 68 7 = (-8) · 68 · 4 + (-8) · 7 · 1 + (-6) · 30 · (-3) – (-6) · (-8) · 4 – 30 · 7 ·

         1  30  4

                     · (-8) = -2176 – 56 + 540 + 204 – 192 + 1680 = 0

         -8 -2 -8

D3 = -6 6 68 = (-8) · 6 · 30 + (-2) · 68 · 1 + (-6) · 4 · (-8) – 1 · 6 · (-8) – (-6) · (-2)·

1       4 30

  · 30 – 4 · 68 · (-8)= -1440 – 136 + 192 + 48 – 360 + 2176 = 480

 

X1 = D1/D = -120/60 = -2

X2 = D2/D = 0/60 = 0

X3 = D3/D = 480/60 = 8

 

                            Х1 = -2

Ответ:        Х2 = 0

                   Х3 = 8

 

№2. Вычислить определитель.

-5 1  10 10 -9  7  2            -5  1   10  10                                             

4  -9 0  -7                      49 0  -90 -97                                             49  -90 -97

-1 -7 -8 5              =       -36 0   62 75 = а12 А12 = 1 · (-1)1 + 2 ·         -36 62  75 =

5  -2 11 -4                     -5  0    31 16                           = -1              -5  31  16  -2  3

 

         34  3   -49            8   3   -6  10           8   3   -6               8   3   -6

-        -26 0   43  1  = -   -26 0   43 = -        -26 0   43  -2 = -    -26 0   43 =

         -5  31  16             -5  31  16             -85 1   76             -33 1   -10  -3

 

         107 0   24

= -     -26 0   43   = -а32 А32 = -1 · (-1)3 + 2 · 107 24 = 107 · 43 – (-26) · 24 =

         -33 1   -10                               = 1       -26 43

         = 5225

         Ответ: 5225

 

№3. Решить системы методом Гаусса.

0х1 + 4х2 – 1х3 + 1х4 = -3

1х1 – 4х2 – 1х3 + 1х4 = -13

1х1 + 3х2 + 3х3 + 2х4 = 7

2х1 – 3х2 – 3х3 + 3х4 = -28

           
   
         
 

 

 

0   4   -1  1   -3              1   -4  -1  1   -13            1   0   -2  2   -16  -1  -2    

1   -4  -1  1   -13   ~       0   4   -1  1   -3     1~      0   4   -1  1   -3              ~

1   3   3   2   7                1   3   3   2   7                1   3   3   2   7

2   -3  -3  3   -28            2   -3  -3  3   -28            2   -3  -3  3   -28

 

1   0   -2  2   16             1   0   -2  2   -16            1   0   -2  2   -16

~       0   4   -1  1   -3     ~       0   1   0   0   1      3        ~       0   1   0   0   1      ~

0   3   5   0   23              0   0   6   -1  27             0   0   6   -1  27

0   -3  1   -1  4  1  1                   0   -3  1   -1  4               0  0   1   -1  7

 

1   0   -2  2   -16            1   0   -2  2   -16

~       0   1   0   0   1      ~       0   1   0   0   1

0   0   1   -1  7     -6                  0   0   1   -1  7

0   0   6   -1  27             0   0   0   5   -15

 

Расширенная матрица приведёт к следующему виду. Записываем и решаем систему уравнений.

х1                -2х3 + 2х4 = -16   х4 = -3

         х2                         = 1    х3 = 7 + х4 = 7 – 3 = 4

                   х3 – х4 = 7           х2 = 1

                            5х4 = -15    х1 = +6 + 2х3 – 2х4 = -16 + 8 + 6 = -2

 

                   х1 = -2

Ответ:        х2 = 1

                   х3 = 4

                   х4 = -3

 

-2х1 + 0х2 + 1х3 – 3х4 = 18

5х1 + 0х2 + 0х3 – 4х4 = -7

2х1 + 4х2 – 4х3 – 4х4 = 14

-6х1 + 6х2 – 4х3 – 6х4 = 60

 

-2  0   1   -3  18             -2  0   1   -3  18             1   2   -2  -2  7     -5  2  3

5   0   0   -4  -7     ~       5   0   0   -4  -7     ~        5   0   0   -4  -7                        ~

2   4   -4  -4  14 : 2                  1   2   -2  -2  7               -2  0   1   -3  18

-6  6   -4  -6  60 : 2                  -3  3   -2  -3  30             -3  3   -2  -3  30

 

1   2   -2  -2  7               1   2   -2  -2  7               1   2   -2  -2  7

~       0   -10 10  6   -42 : (-2) ~         0   5   -5  -3  21    ~       0   1   -2  4   -11  -4  -1 ~ 

0   4   -3  -7  32             0   4   -3  -7  32  -1-2       0   4   -3  -7  32

0   -9   -8  -9  51            0   9   -8  -9  51             0   1   -2  5   -13

 
   

 

 

1   2   -2  -2  7

~       0   1   -2  4   -11

0   0   5   -23 76

0   0   0   1   -2

 

Расширенная матрица приведёт к следующему виду. Записываем и решаем систему уравнений.

 
   

 

 

х1 + 2х2 – 2х3 – 2х4 = 7          х4 = -2

         х2 – 2х3 + 4х4 = -11      х3 = 1/5 (76 + 23х4) = 1/5 (76 – 46) = 6

                   5х3 – 23х4 = 76    х2 = 2х3 – 4х4 – 11 = 12 + 8 – 11 = 9

                            х4 = -2        х1 = 7 – 2х2 + 2х3 + 2х4 = 7 – 18 + 12 – 4 = -3

 

                   х4 = -3

Ответ:        х2 = 9

                   х3 = 6

                   х4 = -2

 

№4. Найти матрицу Х из уравнения:

3      -5  4                -5  4   -3     -275 61   -217

-6  2   -1* Х *      6   -5  -2  =  311  2     169

0   3   2                -3  -4  -5     48   46    104

 

Это уравнение вида А Х В = С. Его решение можно записать в виде Х = А-1 С В-1.

 

         3    -5   4              -5   4    -3             -275 61   -217

А =   -6   2    -1   В =    6    -5   -2   С =    311  2    169

         0    3    2              -3   -4   -5             48   46   104

 

         Вычислим А-1.

 

         3    -5   4

D =   -6   2    -1 = 3 · 2 · + (-5) · (-1) ·0 + (-6) · 3 · 4 – 0 · 2 · 4 – (-6) · (-5) · 2 – 3 ·

         0    3    2

                            · (-1) · 3 = 12 + 0 – 72 – 0 – 60 + 9 = 21 – 132 = -111

 

         Вычисляем алгебраические дополнения

А11 = (-1)1+1 2  -1 = 1 · (2 · 2 – 3 · (-1) = 7

                   3  2

А12 = (-1)1 + 2 -6 -1 = -1 · ((-6) · 2 – 0 · (-1)) = 12

0       2

А13 = (-1)1 + 3 -6 2  = 1 · ((-6) · 3 – 0 · 2) = -18

0       3

А21 = (-1)2 + 1 -5 4  = -1 · ((-5) · 2 – 3 · 4) = 22

                     3  2

А22 = (-1)2 + 2 3  4 = 1 · (3 · 2 – 0 · 4) = 6

0       2

А23 = (-1)2 + 3 3  -5 = -1 · (3 · 3 – 0 · (-5)) = -9

0       3

А31 = (-1)3 + 1 -5 4  = 1 · ((-5) (-1) – 2 · 4) = -3

2-1

А32 = (-1)3 + 2 3  4  = -1 · (3 · 9-1) – 4 · (-6)) = -21

                     -6 -1

А33 = (-1)3 + 3 3  -5 = 1 · (3 · 2 – (-6) · (-5)) = -24

                     -6 2

 
   

 

 

                                               А11 А21 А13                    7   22  -3

Обратная матрица: А-1 = 1/D         A12 A22        = -1/111     12  6   -21 =

                                               A13 A33                                            -18 -9  -24

 

-7/111  -22/111 -/37

=       -4/37  -2/37  7/37

         6/37   3/37   8/37

 

         Вычисляем В-1.

 

         -5  4   -3

D =   6   -5  -2 = (-5) · (-5) · (-5) + 4 · (-2) · (-3) + 6 · (-4) · 9-3) – (-3) · (-5) · (-3) –

         -3  -4  -5

- 6 · 4 · (-5) – (-4) · (-2) · (-5) = -125 + 24 + 72 + 45 + 120 + 40 = 176

Вычисляем алгебраические дополнения.

 

А11 = (-1)1+1 -5 -2 = 1 · ((-5) (-5) – (-4) · (-2)) = 17

                   -4 -5

А12 = (-1)1 + 2 6 -2 = -1 · (6 · (-5) – (-3) · (-2)) = 36

                    -3 -5

А13 = (-1)1 + 36 -5  = 1 · (6 · (-4) – (-3) · (-5)) = -39

                    -3 -4

А21 = (-1)2 + 14  -3 = -1 · (4 · (-5) – (-4) · (-3)) = 32

                    -4 -5

А22 = (-1)2 + 2 -5 -3 = 1 · ((-5) · (-5) – (-3) · (-3)) = 16

 

-3 -5

А23 = (-1)2 + 3 -5 4  = -1 · ((-5) · (-4) – (-3) · 4) = -32

                     -3 -4

А31 = (-1)3 + 1 4  -3 = 1 · (4 · (-2) – (-5) · (-3)) = -23

                     -5 -2

А32 = (-1)3 + 2 -5 -3  = -1 · ((-5) · (-2) – 6 · (-3)) = -28

                     6 -2

А33 = (-1)3 + 3 -5 4  = 1 · ((-5) · (-5) – 6 · 4) = -1

                    6 -5

 
   

 

 

                                               А11 А21 А13                    17   32 -23

Обратная матрица: В-1 = 1/D         A12 A22 А32  = -1/176     36  16 -28 =

                                               A13 A23 А33                                 -39 -32  1

 

-17/176  2/11  -23/176

=       -9/44     1/11   -7/44

         -39/176 -2/11   1/176

 

         -7/111  -22/111  1/37    -275   61   -217    17/176 2/11   -23/176

Х =   -4/37   -2/37   7/37     ·  311   2    169     ·          9/44   1/11   -7/44                   =

         6/37   3/37   8/37           48   46    104       -39/176 -2/11  1/176

        

         (1925 – 6842 + 144) / 111  (-427 – 44 + 138)/111      (1519 – 3718 + 312)/111

=       (1100 – 622 + 336) / 37             (-244 – 4 + 322)/37      (868 – 388 + 728)/37     ·

         (-1650 + 533 + 384) / 37            (366 + 6 + 368)/37       (-1302 + 507 + 832)/37

 

         17/176   2/11   -23/176           -4743/111 -333/111  -1887/111

·        9/44       1/11   -7/44     =       814/37     74/37        1258/37       ·

         -39/176 -2/11   7/176              -333/37    740/37      37/37

 
   

 

 

         17/176    2/11   -23/176          -43 -3  -17  17/176 2/11   -23/176

·        9/44       1/11  -7/44      =       22   2   34  ·         9/44     1/11   -7/44       =

         -39/176  -2/11   1/176             -9   20   1    -39/176 -2/11 1/176

       
       

 

 

         (-731 – 108 + 663)/176 (-86 – 3 + 34)/11 (989 + 84 – 17)/176

=       (374 + 12 – 1326)/176  (44 + 2 – 68)/11   (-506 – 56 + 34)/176     =

         (-153 + 720 – 390/176  (-18 + 20 – 2)/11 (207 – 560 + 1)/176

           
           

 

 

         -176/176 -55/11   1056/176    -1 -5 6

=       -880/176 -22/11   -528/176  =          -5 -2 -3

         528/176  0/11     -352/176      3  0  -2

 

                   -1 -5 6

Ответ: Х = -5 -2 -3

                   3  0  -2