Тема . Линал и алгебра.

.09 Обратные матрицы. Определитель. Метод Жордана для СЛУ и обратной матрицы. Метод Крамера.

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#65753

Вычислить приведением к ступенчатому виду:

  |                   |   |               |    |                            |
  |1    2   3   ...  n|   |1  n  n   ...  n|    |1  2  3  ... n − 2  n − 1  n|
  ||                   ||   ||               ||    ||                            ||
  ||− 1   0   3   ...  n||   ||n  2  n   ...  n||    ||2  3  4  ... n − 1    n    n||
a)||− 1  − 2  0   ...  n|| b)||n  n   3  ...  n||  c)||3  4  5  ...   n      n    n||
  || ..   ..    ..  ..   ..||   || ..  ..  ..  ..  ..||    ||..  ..  ..  ..     ..     ..    ..||
  || .   .    .    .  .||   || .  .  .   .  .||    ||.  .  .    .    .     .    .||
  |− 1  − 2  − 3 ...  0|   |n  n  n   ...  n|    |n  n  n  ...   n      n    n|

  || 1   x    x2   x3  ...   xn ||    ||1    1   ...  1   − n||
  ||                            ||    ||                     ||
  ||a11   1   x    x2  ...  xn−1||    ||1    1   ... − n   1 ||
d)||a21  a22  1    x   ...  xn−2||  e)|| ...   ...   ...  ...    ... ||
  || .    .    .    .  .     .  ||    ||                     ||
  | ..    ..    ..    ..   ..   ..  |    |1   − n  ...  1    1 |
  ||an1  an2 an3  an4  ...   1  ||    ||− n   1   ...  1    1 ||
Показать ответ и решение

a) Прибавим первую строку к каждой другой:

|| 1   2    3  ...  n||    ||1  2 3  ...  n ||
||                   ||    ||               ||
||− 1  0    3  ...  n||    ||0  2 6  ...  2n||
||− 1 − 2   0  ...  n||  = ||0  0 3  ...  2n||  = n!
|| .   .    .   .   .||    ||.  .  .  .    .||
| ..   ..    ..   ..  ..|    |..  ..  ..  ..   ..|
||− 1 − 2  − 3 ...  0||    ||0  0 0  ...  n ||

b) Вычтем из каждой строки последнюю:

|                     |    |                              |
||1  n  n  ...   n    n||    ||1− n     0     0    ...  0   0||
|n  2  n  ...   n    n|    |  0    2− n    0    ...  0   0|
||                     ||    ||                              ||
||n  n  3  ...   n    n||    ||  0      0   3 − n  ...  0   0||        n− 1
||..  ..  ..  ...   ..    ..||  = ||  ..      ..      ..   ...   ..  ..||  = (− 1)   ⋅n!
||.  .  .        .    .||    ||  .      .      .         .  .||
|n  n  n  ... n − 1  n|    |  0      0     0    ... − 1  0|
||n  n  n  ...   n    n||    ||  n     n      n    ...  n   n||

c) Вычтем из каждой строки предыдущую:

||                             ||    ||                           ||
||1  2   3  ... n − 2  n−  1 n ||    ||1  2  3  ... n − 2  n − 1  n||
||2  3   4  ... n − 1    n   n ||    ||1  1  1  ...   1      1    0||
|3  4   5  ...   n      n   n |    |1  1  1  ...   1      0    0|
|| .  .  .  .     .      .    .|| =  ||. .  .  .      .     .    .||
|| ..  ..  ..   ..    ..      ..    ..||    ||.. ..  ..   ..    ..     ..    ..||
||                             ||    ||                           ||
 n  n  n   ...   n      n   n      1  0  0  ...   0      0    0

Теперь поменяем местами столбцы таким образом, чтобы матрица пришла к нужному нам виду (первый с последним, второй с предпоследним и т. д.). Таким образом, мы поменяем столбцы местами [n2]  раз (квадратные скобки означают целую часть), и определитель каждый раз будет менять знак. Таким образом, определитель будет равен (− 1)[n2 ] ⋅n

d) Вычтем из каждой, строки, кроме последней, следующую, умноженную на x  :

||           2    3         n ||    ||1 − a  ⋅x      0          0       0   ...  0||
|| 1   x    x    x   ...  x   ||    ||    11                                     ||
||a11  1    x    x2  ... xn −1||    ||   ...    1 − a22 ⋅x     0       0   ...  0||
|a    a    1    x   ... xn −2| =  |              ...    1 − a  ⋅x   0   ...  0| =
|| 2.1   22.    .   .   .     .  ||    ||    .          .          3.3      .  .    .||
|| ..    ..    ..   ..    ..   ..  ||    ||    ..          ..          ..       ..   ..  ..||
||                            ||    ||  a          a          a       a    ...  1||
 an1 an2  an3  an4  ...   1            n1          n2         n3     n4

=  (1 − a11 ⋅x )(1 − a22 ⋅x)(1− a33 ⋅x)⋅...⋅(1 − ann ⋅x )

e) В решении предполагается, что размер матрицы n. Вычтем первую строку из всех, кроме последней. Прибавим к последней строке первую, уможенную на n:

|                               |    |                                              |
|| 1   1    1   ...  1    1   − n ||   ||1     1       1     ...    1       1      − n  ||
|| 1   1    1   ...  1   − n   1 ||    ||0     0       0     ...    0     − n − 1 n + 1 ||
||                               ||    ||                                              ||
|| 1   1    1   ... − n   1    1 ||    ||0     0       0     ... − n − 1    0     n + 1 ||
| ...    ...   ...   ...  ...    ...    ... | =  |...    ...        ...    ...    ...        ...       ...  |
||                               ||    ||                                              ||
|| 1   1   − n  ...  1    1    1 ||    ||0     0     − n − 1 ...    0       0     n + 1 ||
|| 1  − n   1   ...  1    1    1 ||    ||0  − n − 1    0     ...    0       0     n + 1 ||
||                               ||    ||                                             2||
 − n  1    1   ...  1    1    1      0   n + 1   n + 1   ...  n + 1   n + 1   1 − n

Теперь поменяем местами вторую строку с n − 1  -й, третью с n−  2  -й и т. д. Затем по очереди прибавим их к последней. Поменяем строки местами мы [n−22]  раз.

||1     1       1     ...     1       1      − n ||
||                                              ||
||0  − n − 1    0     ...     0       0     n + 1||
||0     0    − n−  1  ...     0       0     n + 1||
||..     ..       ..     ..      ..       ..       ..  ||
|.     .       .      .     .       .       .  |  =
||0     0       0     ...  − n − 1    0     n + 1||
||                                              ||
||0     0       0     ...     0    − n − 1  n + 1||
|0   n+ 1    n + 1   ...   n+ 1    n + 1   1− n2|

   ||1     1       1     ...    1       1              − n         ||
   ||                                                             ||
   ||0  − n − 1    0     ...    0       0             n + 1        ||
   |0     0     − n − 1 ...    0       0             n + 1        |
   ||.    .        .    .      .        .              .          ||
=  ||..    ..        ..     ..    ..        ..              ..          ||
   ||0     0       0     ... − n − 1    0             n + 1        ||
   ||                                                             ||
   |0     0       0     ...    0     − n − 1         n + 1        |
   ||0     0       0     ...    0       0     1 − n2 + (n − 2)(n+ 1)||

   2
− n + (n−  2)(n + 1) = − n − 2

Определитель равен:

   [n−2]                 n−2     [n−2]+n −1              n− 2
− 1  2  ⋅− (n + 2)(− n − 1)  = − 1 2      ⋅(n + 2)(n+ 1)
Ответ:

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!