Решить систему уравнений:
1) методом Гаусса;
2) средствами матричного исчисления;
Указание: вычисления проводить с обычными дробями, не используя десятичных приближений.
4x1+ 9x2+ 2x3= 1
7x1+ x2- 4x3= -13
8x1+3x2 - x3 = -13
Решение
Метод Гаусса
4 9 2 1
7 1 -4 -13
8 3 -1 -13
Применяя к расширенной матрице, последовательность элементарных операций стремимся, чтобы каждая строка, кроме, быть может, первой, начиналась с нулей, и число нулей до первого ненулевого элемента в каждой следующей строке было больше, чем в предыдущей.
Разделим строку 1 на a1,1 = 4
Получим матрицу :
1 9
4
1
2
1
4
7 1 -4 -13
8 3 -1 -13
Вычтем из строки 2 строку 1 умноженную на a2,1= 7
1 9
4
1
2
1
4
0 -59
4
-15
2
-59
4
8 3 -1 -13
Вычтем из строки 3 строку 1 умноженную на a3,1= 8
1 9
4
1
2
1
4
0 -59
4
-15
2
-59
4
0 -15 -5 -15
Разделим строку 2 на a2,2 = -59
4
Получим матрицу :
1 9
4
1
2
1
4
0 1 30
59
1
0 -15 -5 -15
Вычтем из строки 3 строку 2 умноженную на a3,2= -15
1 9
4
1
2
1
4
0 1 30
59
1
0 0 155
59
0
Разделим строку 3 на a3,3 = 155
59
Получим матрицу :
1 9
4
1
2
1
4
0 1 30
59
1
0 0 1 0
Вычтем из строки 2 строку 3 умноженную на a2,3= 30
59
1 9
4
1
2
1
4
0 1 0 1
0 0 1 0
Вычтем из строки 1 строку 3 умноженную на a1,3= 1
2
1 9
4
0 1
4
0 1 0 1
0 0 1 0
Вычтем из строки 1 строку 2 умноженную на a1,2= 9
4
1 0 0 -2
0 1 0 1
0 0 1 0
Выпишем систему уравнений по последней расширенной матрице:
x1
= - 2
x2
=
1
x3 =
0
Заданная система уравнений имеет единственное решение:
x1 = - 2
x2 = 1
x3 = 0
2) метод матричный
Обозначим через А — матрицу коэффициентов при неизвестных; X — матрицу-столбец неизвестных; B - матрицу-столбец свободных членов:
4 9 2
7 1 -4
8 3 -1
Вектор B: BT=(1,-13,-13) С учетом этих обозначений данная система уравнений принимает следующую матричную форму: А*Х = B. Если матрица А — невырожденная (ее определитель отличен от нуля, то она имеет обратную матрицу А-1