Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела линал и алгебра.
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#94319

Пусть S  - произвольная СЛУ

    (|
    ||||a11x1 + a12x2 + ...+ a1nxn = b1
    ||{
S :  a21x1 + a22x2 + ...+ a2nxn = b2
    |||...
    |||
    |(am1x1 +  am2x2 + ...+ amnxn =  bm

Опр. Назовём ассоциированной с системой S  следующую однородную систему

    (|
    ||| a11x1 + a12x2 + ...+ a1nxn = 0
    |||{
So :  a21x1 + a22x2 + ...+ a2nxn = 0
    || ...
    ||||
    |( am1x1 + am2x2 + ...+ amnxn  = 0

Задача. Пусть (xo1,...,xon)  - общее решение системы So  .
Под словами ”  общее решение”  имеется в виду следующее:

Если в однородной системе при решении появляются свободные неизвестные, то общее решение в виде набора   o     o
(x1,...,xn)  записывается так: вместо главных переменных в набор записываются формулы, выражающие их через свободные, а вместо свободных записываются они сами. Если же однородная система имеет единственное решение (а оно может быть только нулевым), то общее решение это просто тупо набор

(0,0,...,0)

Пусть (x1,...,xn )  - какой-то числовой набор, удовлетворяющий исходной системе S  (такой набор обычно называют частным решением S  ). Показать, что тогда

(xo1,...xon) + (x1,...,xn)

- общее решение системы S  (в том же самом смысле, как мы определили выше).

Показать доказательство

1. Проверим, во-первых, что сумма наборов

(xo1,...xon) + (x1,...,xn)

всегда будет являться решением системы S  .

Для краткости запишем систему S  в матричном виде как

Ax = b

где A −  матр ица системы ,x −  ст олбец н еизвестных ,b− столбец свободны х &#x0447  .

Тогда, пользуясь тем свойством, что произведение матрицы на сумму матриц равно сумме произведений, получим:

   (  o)   (   )                       (  o)                     (   )
   |x 1|   | x1|                       |x 1|                     | x1|
   ||xo2||   || x2||                       ||xo2||                     || x2||
A (||   || + ||   || ) =                 A ||   ||                 + A ||   || = 0 + b = b
   ( ...)   ( ...)                       ( ...)                     ( ...)
    xon      xn                         xon                        xn
                                     ◟--◝◜--◞                  ◟--◝◜--◞
                     =0, т.к. набор (xo1,...xon) решает однородную систему =b

Следовательно, сумма

  o   o
(x 1,...xn) + (x1,...,xn)

общего решения ассоциированной однородной системы и частного решения исходной неоднородной - всегда будет решением исходной неоднородной.

2. Более того, верно и более сильное утверждение. Общее решение неоднородной системы всегда имеет такую структуру:

общее решение неоднородной = общее решение однородной системы + частное решение неоднородной.

Действительно, Пусть

(ˆx1,...,ˆxn)

- общее решение системы Ax  = b  , то есть системы S  .

Пусть

(x ,...,x )
  1     n

- какое-то частное решение системы S  .

Тогда мы утверждаем, что

(ˆx1,...,ˆxn)− (x1,...,xn)

будет общим решением однородной системы Ax = 0  , то есть So  .

Действительно,

   (   )   (   )      (   )      (   )
   |xˆ1 |   | x1|      | ˆx1|      | x1|
   ||xˆ2 ||   || x2||      || ˆx2||      || x2||
A (|   | − |   | ) = A |  |  − A |   | = b − b = 0
   |( ...|)   |( ...|)      |( ...|)      |( ...|)
    ˆxn       xn         ˆxn         xn

Таким образом, если обозначить эту разность (ˆx1,...,ˆxn)− (x1,...,xn)  за

  o     o
(x1,...,xn)

то мы получим, что общее решение системы Ax = b  обязательно имеет вид

              o     o
(ˆx1,...,ˆxn ) = (x1,...,xn)+ (x1,...,xn)

то есть имеет вид

общее решение однородной+частное решение неоднородной

Что и утверждалось.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!