Темы | Предыдущий пункт | Следующий пункт | Литература | |||
|
|||
Лекция 1.1.
Элементы линейной алгебры |
|||
1.1.5 Метод обратной матрицы решения систем линейных уравнений. Систему линейных уравнений AX = B можно решать различными способами. Если матрица коэффициентов квадратная, т.е. число неизвестных в системе равно числу уравнений (), то систему можно решить методом обратной матрицы. Под обратной к данной квадратной матрице A матрицей А-1 подразумевают матрицу, которая будучи умножена как слева так и справа на данную матрицу A дает единичную матрицу: , где E - единичная матрица (нейтральный элемент относительно умножения матриц). .Составим матрицу А-1 , обратную к A и умножим слева обе части уравнения на А-1, получим или, на основании правил,
или , но E X = X, следовательно, . Получив матрицу X по этому правилу, мы можем записать ее элементы , т.е. решение заданной системы уравнений. Нужно заметить, что решение систем уравнений матричным путем возможно только тогда, когда . В случае, когда , обратной матрицы А-1 не существует и формула теряет смысл. Итак, решение матричного уравнения можно получить после предварительного получения обратной матрицы. Обратная матрица имеет специальную структуру:
Для получения А-1 можно рекомендовать следующий алгоритм:
где - транспонированная матрица, получаемая из A заменой строк столбцами, - присоединенная матрица, элементы которой получаются замещением элементов их алгебраическими дополнениями, т.е. .Пример. Решить систему уравнений: . Решение: Обозначим матрицу из коэффициентов при неизвестных через матрицу из свободных членов: , матрицу-столбец из неизвестных .Систему перепишем в матричном виде:. Следуя вышеприведенному алгоритму определим сначала , а затем обратную матрицу: .Искомая матрица , .Ответ: . Метод обратной матрицы ограничен использованием только для систем размерностью , для решения систем линейных уравнений общего вида размерностью более подходит метод Гаусса (см. главу 1.1. 6) |
|