1.6. Матричные уравнения. Матричная запись СЛАУ. Формулы Крамера Skip Navigation LinksВысшая математика > 1. Элементы линейной алгебры > 1.6. Матричные уравнения. Матричная запись СЛАУ. Формулы Крамера

Рассмотрим два типа матричных уравнений:
1.
  Теорема 1

Для матричного уравнения:  решение находится по формуле: .

  Доказательство

Пусть  - невырожденная матрица, то есть , из этого следует, что существует обратная матрица  Умножим матричное уравнение  слева на , получим: , , откуда: .

Пусть дана СЛАУ -ого порядка: .

Рассмотрим следующие матрицы: матрицу системы: , столбец неизвестных:  и столбец свободных членов: .

  Теорема 2

Матричная запись СЛАУ имеет вид: .

  Доказательство

 Перемножим матрицы: .

Замечание 1

Очевидно, что матричная запись СЛАУ это частный случай 1-ого типа матричных уравнений (при ), поэтому ее решение также находится по формуле: .

  Пример 1

Решить матричным методом СЛАУ: .

Замечание 2

Решение этой системы мы уже находили по формулам Крамера.

  Решение

Выпишем матрицу системы: , столбец неизвестных:  и столбец свободных членов: . Определитель системы: . Находим обратную матрицу: . Тогда решение системы в матричной форме имеет вид: , следовательно: .

Вернемся к теореме 4 из пункта 1.2. Ранее эта теорема была оставлена без доказательства, теперь мы уже можем ее доказать.

  Теорема 1.2.4

 Если определитель СЛАУ -ого порядка  отличен от нуля , то системе имеет, и притом единственное, решение, которое может быть найдено по формулам Крамера: , ,:,.

  Доказательство

При  решение системы может быть найдено матричным методом, то есть: .

Вспомним, что в формулах Крамера вспомогательные определители  получаются из определителя системы заменой столбца коэффициентов при неизвестном  столбцом свободных членов, то есть: , где . Разложим эти определители по элементам -ого столбца:  и подставим эти разложения в решение системы, получим: , где - определитель системы. Отсюда следует, что решение системы действительно может быть найдено по формулам Крамера: , ,:,, при .

 

2. .
  Теорема 3

Для матричного уравнения  решение находится по формуле: .

  Доказательство

Пусть  - невырожденная матрица, то есть , из этого следует, что существует обратная матрица . Умножим матричное уравнение  справа на , получим: , , откуда: .

  Пример 2

Решить матричное уравнение: .

  Решение

, . Так как , то существует обратная матрица . Тогда решение матричного уравнения имеет вид: .


 
Hosted by uCoz