Задачи по высшей математике матрицы
Автор: drug | Категория: Естественные науки / Высшая математика | Просмотров: | Комментирии: 0 | 14-08-2013 19:51

Задание 1.

Дано:
Матрица [A] :

 

1

2

0

2

5

-2

0

-2

4

 


Найти определитель матрицы det[A]

 


Разлагаем по строке № 1 

det[A] = 

(-1)(1+1)a1,1

 

a2,2

a2,3

a3,2

a3,3

 

 + 

(-1)(1+2)a1,2

 

a2,1

a2,3

a3,1

a3,3

 

 + 

(-1)(1+3)a1,3

 

a2,1

a2,2

a3,1

a3,2

 

 = 

 

 = 

 

1

 

5

-2

-2

4

 

2

 

2

-2

0

4

 

 = 

 

 = 

 

1

*(

5

*

4

-

-2

*

-2

)

2

*(

2

*

4

-

-2

*

0

)

 = 

 

 = 

 

1

*(

20

-

4

)

2

*(

8

-

0

)

 = 

 

 = 

 

1

*

16

2

*

8

 = 

 

16

16

 = 

0

 

Задание 2.


Найдем det A.

 

det A =

 

1

2

3

4

 

=

4

1

2

3

3

4

1

2

2

3

4

1

 

Из элементов строки 1 вычитаем соответствующие элементы строки 2 , умноженные на 2.

 

       =

 

-7

0

-1

-2

 

=

4

1

2

3

3

4

1

2

2

3

4

1

 

К элементам строки 1 прибавляем соответствующие элементы строки 3 .

 

       =

 

-4

4

0

0

 

=

4

1

2

3

3

4

1

2

2

3

4

1

 

К элементам столбца 1 прибавляем соответствующие элементы столбца 2 .

 

       =

 

0

4

0

0

 

=

5

1

2

3

7

4

1

2

5

3

4

1

 

Разлагаем определитель по элементам первой строки.

 

Введем обозначения элементов ( a i j ) нашего определителя A . Первый индекс ( i ), всегда обозначает номер строки, где располагается элемент. Второй индекс ( j ) - номер столбца, где располагается элемент.

 

det A =

 

a11

a12

a13

a14

 

 

a21

a22

a23

a24

a31

a32

a33

a34

a41

a42

a43

a44

 

Формула разложения определителя A по строке 1, выглядит следующим образом :

 

det A = ( -1 ) 1+1 * a11 * M11 + ( -1 ) 1+2 * a12 * M12 + ( -1 ) 1+3 * a13 * M13 + ( -1 ) 1+4 * a14 * M14 ,

 

где M 1 i - миноры соответствующих элементов строки 1.

 

Подставим элементы строки 1 в формулу разложения. Очевидно, если элемент равен нулю, то его минор находить нет никакой необходимости, но для наглядности процесса разложения, мы их рассмотрим.

 

det A = ( -1 ) 1+1 * 0 * M11 + ( -1 ) 1+2 * 4 * M12 + ( -1 ) 1+3 * 0 * M13 + ( -1 ) 1+4 * 0 * M14

 

  • Рассмотрим, как образуется минор M11 элемента a11 = 0 ( он нам не нужен )
    В нашем определителе вычеркиваем строку 1 и столбец 1 .

 

 

 

0

4

0

0

 

 

5

1

2

3

7

4

1

2

5

3

4

1

M11 =

 

1

2

3

 

 

4

1

2

3

4

1

 

  • Рассмотрим, как образуется минор M12 элемента a12 = 4 . 
    В нашем определителе вычеркиваем строку 1 и столбец 2 .

 

 

 

0

4

0

0

 

 

5

1

2

3

7

4

1

2

5

3

4

1

M12 =

 

5

2

3

 

 

7

1

2

5

4

1

 

  • Рассмотрим, как образуется минор M13 элемента a13 = 0 ( он нам не нужен )
    В нашем определителе вычеркиваем строку 1 и столбец 3 .

 

 

 

0

4

0

0

 

 

5

1

2

3

7

4

1

2

5

3

4

1

M13 =

 

5

1

3

 

 

7

4

2

5

3

1

 

  • Рассмотрим, как образуется минор M14 элемента a14 = 0 ( он нам не нужен )
    В нашем определителе вычеркиваем строку 1 и столбец 4 .

 

 

 

0

4

0

0

 

 

5

1

2

3

7

4

1

2

5

3

4

1

M14 =

 

5

1

2

 

 

7

4

1

5

3

4

 

Подставим в формулу разложения рассмотренные миноры.

 

= ( - 1 )1+1 * 0*

 

1

2

3

 

+

4

1

2

3

4

1

( - 1 )1+2 * 4*

 

5

2

3

 

+

7

1

2

5

4

1

( - 1 )1+3 * 0*

 

5

1

3

 

+

7

4

2

5

3

1

( - 1 )1+4 * 0*

 

5

1

2

 

=

7

4

1

5

3

4

 

= ( -4) *

 

5

2

3

 

=

7

1

2

5

4

1

 

= ( -4) detC1

= ( -4) * 40  

= -160  

 

detC1 =

 

5

2

3

 

=

7

1

2

5

4

1

 

Из элементов строки 1 вычитаем соответствующие элементы строки 3 .

 

       =

 

0

-2

2

 

=

7

1

2

5

4

1

 

К элементам столбца 2 прибавляем соответствующие элементы столбца 3 .

 

       =

 

0

0

2

 

=

7

3

2

5

5

1

 

Разлагаем определитель по элементам первой строки.

 

Введем обозначения элементов ( a i j ) нашего определителя C1 . Первый индекс ( i ), всегда обозначает номер строки, где располагается элемент. Второй индекс ( j ) - номер столбца, где располагается элемент.

 

detC1 =

 

a11

a12

a13

 

 

a21

a22

a23

a31

a32

a33

 

Формула разложения определителя C1 по строке 1, выглядит следующим образом :

 

detC1 = ( -1 ) 1+1 * a11 * M11 + ( -1 ) 1+2 * a12 * M12 + ( -1 ) 1+3 * a13 * M13 ,

 

где M 1 i - миноры соответствующих элементов строки 1.

 

Подставим элементы строки 1 в формулу разложения. Очевидно, если элемент равен нулю, то его минор находить нет никакой необходимости, но для наглядности процесса разложения, мы их рассмотрим.

 

detC1 = ( -1 ) 1+1 * 0 * M11 + ( -1 ) 1+2 * 0 * M12 + ( -1 ) 1+3 * 2 * M13

 

  • Рассмотрим, как образуется минор M11 элемента a11 = 0 ( он нам не нужен )
    В нашем определителе вычеркиваем строку 1 и столбец 1 .

 

 

 

0

0

2

 

 

7

3

2

5

5

1

M11 =

 

3

2

 

 

5

1

 

  • Рассмотрим, как образуется минор M12 элемента a12 = 0 ( он нам не нужен )
    В нашем определителе вычеркиваем строку 1 и столбец 2 .

 

 

 

0

0

2

 

 

7

3

2

5

5

1

M12 =

 

7

2

 

 

5

1

 

  • Рассмотрим, как образуется минор M13 элемента a13 = 2 . 
    В нашем определителе вычеркиваем строку 1 и столбец 3 .

 

 

 

0

0

2

 

 

7

3

2

5

5

1

M13 =

 

7

3

 

 

5

5

 

Подставим в формулу разложения рассмотренные миноры.

 

= ( - 1 )1+1 * 0*

 

3

2

 

+

5

1

( - 1 )1+2 * 0*

 

7

2

 

+

5

1

( - 1 )1+3 * 2*

 

7

3

 

=

5

5

 

= 2*

 

7

3

 

=

5

5

 

= 2* ( 7 * 5 - 3 * 5 ) =

 

= 2 * 20

= 40

 

Задание 3

det A =

 

7

3

4

 

=

1

5

7

2

5

7

 

= 7 * 5 * 7   +   3 * 7 * 2    +   4 * 1 * 5   -   4 * 5 * 2   -   3 * 1 * 7   -   7 * 7 * 5 = 1 не равен нулю значит обратная матрица существует

 

Сочинения курсовыеСочинения курсовые