Зміст
Вступ
1. Розв’язання систем лінійних рівнянь методом Жордана-Гауса
2. Метод Гауса
3. Метод Жордана-Гауса
Висновки
Список використаних джерел
Вступ При розв’язуванні системи лінійних алгебраїчних рівнянь можливі такі випадки:
а) система має єдиний розв’язок;
б) система має безліч розв’язків;
в) система не має розв’язків.
У випадках а) і б) систему називають сумісною, а у випадку в) - несумісною.
Якщо система сумісна і має єдиний розв’язок то її називають визначеною, а коли безліч розв’язків - невизначеною. Випадок, коли система має кінцеве число розв’язків більше одного неможливий.
Позначимо через матрицю системи.
.
Через позначимо матрицю, яка одержується із матриці шляхом приєднання стовпця вільних членів
.
Матрицю називають розширеною матрицею системи (1).
Для того, щоб система рівнянь із невідомих і рівнянь була сумісною необхідно і достатньо, щоб ранг матриці системи дорівнював рангу розширеної матриці :
.
Зауваження. У випадку сумісності системи система має єдиний розв’язок (визначена), коли і нескінченну кількість розв’язків (невизначена), коли , де - кількість невідомих.
Однорідна система лінійних рівнянь з невідомими має вигляд:
Однорідна система завжди сумісна, так як вона має розв'язок , який називається нульовим або тривіальним.
Якщо визначник системи , то тривіальний розв’язок буде єдиним розв’язком системи (3). Відмітимо, що ранг матриці системи і ранг розширеної матриці рівні.
Якщо , тоді ранг матриці системи і ранг розширеної матриці системи (3) менше числа . Припустимо, що вони дорівнюють . Тоді система (3) має нескінченну множину розв’язків
,
де - довільне дійсне число, а - алгебраїчні доповнення елементів -го рядка матриці системи. Дійсно, підставляючи ці числа в ліві частини рівнянь системи (3), одержимо:
Рівняння системи перетворились в тотожності, так як якщо сума
дорівнює нулеві (ця сума є сумою добутків елементів -го рядка визначника на алгебраїчні доповнення другого -го рядка визначника). Якщо сума
також дорівнює нулеві, так як вона дорівнює визначнику системи , який дорівнює нулеві.
Відмітимо, що при побудові розв’язку системи беруться алгебраїчні доповнення того рядка, де хоч би одне із не дорівнювало б нулю.
1. Розв’язання систем лінійних рівнянь методом Жордана-Гауса
1. Основні означення та результати
Розглянемо систему m лінійних рівнянь з n невідомими:
(1)
Означення. Розв’язком системи (1) називається сукупність значень невідомих
що задовольняють усі рівняння системи (1).
Означення. Система рівнянь (1) називається сумісною, якщо вона має принаймні один розв’язок, і несумісною, якщо вона не має розв’язків.
Система рівнянь називається визначеною, якщо вона має лише один розв’язок, і невизначеною, якщо вона має безліч розв’язків.
Дві системи рівнянь з однаковими невідомими називаються рівносильними, якщо кожний розв’язок однієї системи є розв’язком іншої системи або якщо ці системи рівнянь несумісні.
У результаті еквівалентних перетворень системи рівнянь завжди дістаємо рівносильну систему рівнянь. ............