1) Решить систему линейных уравнений по правилу Крамера Системам линейных уравнений размерность n*n. В данном случае n=4. Система имеет вид2×1+x2-3×3+4×4=0 1×1+3×2+2×4=0 2×1-x2+x3-4×4=0 -2×2+3×3-x4=0Метод Крамера: Для системы вида Находим определители: И решение будет: В нашем случае т.т. bi=0, то система имеет одно единственное решение: x1=x2=x3=x4=0. Ответ: x1=x2=x3=x4=0. |
2) Решить систему линейных уравнений по методу Гаусса: А – задано, b – предполагаем нулевым. Преобразуем А к трапециальному виду: вычитаем первую строку из 2, 3 и 4меняем вторую и третью строки местамивычитаем вторую стоку из 4ой строки 3 и 4 совпадают. => Из 3 строки x3=-x4 Из второй строки x2=-x4 Из первой строки x1=-x4 — x4 +x4 =-x4 => система имеет бесконечное количество решений удовлетворяющих : (-x4, -x4, -x4, x4)Ответ: бесконечное количество решений удовлетворяющих : (-x4, -x4, -x4, x4) |
3) Решить систему линейных уравнений матричным способом.
AX=B = -10-63-4+60+14+3=0 А – вырожденная матрица, В – ненулевой вектор => решений нет. |
4) Решить систему линейных уравнений матричным способом. Общий вид системы: АХ=В Решение системы: Нахождение обратной матрицы к А: Находим определитель матрицы А detA= 3*1-(-2)*4=3+8=11 Находим союзную матицу: Вычисляем обратную матрицу: Находим решенение уравнения x1=1/11*(-2)+2/11*(3)= 4/11 x2=1/11*(2)+2/11*(-4)=-6/11 x3=-4/11*(-2)+3/11*(2)=17/11 x4=-4/11*(3)+3/11*(-4)=-20/11 x1= 4/11 x2= -6/11 x3= 17/11 x4= -20/11 |
5. Найти обратную матрицу: Сформируем расширенную матрицу: Разделим строку 1 на a1,1 = -9 Вычтем из строки 2 строку 1 умноженную на a2,1=-2 Вычтем из строки 3 строку 1 умноженную на a3,1=-7 Разделим строку 2 на a2,2 = 16/9 Вычтем из строки 3 строку 2 умноженную на a3,2=-7/9 Разделим строку 3 на a3,3 = -19/16 Вычтем из строки 2 строку 3 умноженную на a2,3=19/16 Вычтем из строки 1 строку 3 умноженную на a1,3=5/9 Вычтем из строки 1 строку 2 умноженную на a1,2=8/9 В последней расширенной матрице, левая часть есть единичная матрица, а правая обратная к исходной. |
6. Найти собственные числа и собственные векторы: Характеристическая матрица: Собственные числа являются решением уравнения: Найдем определитель матрицы: (4 — 4+)(1-)-(1-)=0 Первый корень =1 (1-)(3-4+)=(1-)(1-)(3-)=0 Второй корень совпадает с первым =1, третий =3Собственные числа 1=1; 2=3 Нахождение собственного вектора: Подставим значение: 1=1 Характеристическую матрицу примет вид: => Найдем собственный вектор : =0=> 1+2=3 Решение составляют вектора , которые удовлетворяют 1+2=3Подставим значение: 2=3 Характеристическую матрицу примет вид: => Найдем собственный вектор : =0=> -23=0 =>3=0 —1+2=0 1-2=0 =>1=2 Решение составляют вектора , которые удовлетворяют 1=2 и 3=0Ответ: Собственные числа 1=1; 2=3 Собственные вектора: вектора , которые удовлетворяют 1+2=3и вектора , которые удовлетворяют 1=2 и 3=0 |