Пример решения методом Крамера
Задание. Дана система линейных уравнений. Найти неизвестные xi методом Крамера.2 x 1 + 5x2 + 4x3+ x4= 20
x 1 + 3x2 + 2x3+ x4= 11
2 x 1 + 10x2 + 9x3+ 9x4= 40
3 x 1 + 8x2 + 9x3+ 2x4= 37
Решение находим с помощью калькулятора. Запишем систему в виде:
BT = (20,11,40,37)
Найдем главный определитель:
Минор для (1,1):
Найдем определитель для этого минора.
∆1,1 = 3∙(9∙2-9∙9)-10∙(2∙2-9∙1)+8∙(2∙9-9∙1)= -67
Минор для (2,1):
∆2,1 = 5∙(9∙2-9∙9)-10∙(4∙2-9∙1)+8∙(4∙9-9∙1)= -89
Минор для (3,1):
∆3,1 = 5∙(2∙2-9∙1)-3∙(4∙2-9∙1)+8∙(4∙1-2∙1)= -6
Минор для (4,1):
∆4,1 = 5∙(2∙9-9∙1)-3∙(4∙9-9∙1)+10∙(4∙1-2∙1)= -16
Главный определитель:
∆ = 2∙(-67)-1∙(-89)+2∙(-6)-3∙(-16) = -9
Заменим 1-ый столбец матрицы А на вектор результата В .
Найдем определитель полученной матрицы.
Минор для (1,1):
∆1,1 = 3∙(9∙2-9∙9)-10∙(2∙2-9∙1)+8∙(2∙9-9∙1)= -67
Минор для (2,1):
∆2,1 = 5∙(9∙2-9∙9)-10∙(4∙2-9∙1)+8∙(4∙9-9∙1)= -89
Минор для (3,1):
∆3,1 = 5∙(2∙2-9∙1)-3∙(4∙2-9∙1)+8∙(4∙1-2∙1)= -6
Минор для (4,1):
∆4,1 = 5∙(2∙9-9∙1)-3∙(4∙9-9∙1)+10∙(4∙1-2∙1)= -16
Определитель минора:
∆1 = 20∙(-67)-11∙(-89)+40∙(-6)-37∙(-16)
Заменим 2-ый столбец матрицы А на вектор результата В .
Найдем определитель полученной матрицы.
Минор для (1,1):
∆1,1 = 11∙(9∙2-9∙9)-40∙(2∙2-9∙1)+37∙(2∙9-9∙1)= -160
Минор для (2,1):
∆2,1 = 20∙(9∙2-9∙9)-40∙(4∙2-9∙1)+37∙(4∙9-9∙1)= -221
Минор для (3,1):
∆3,1 = 20∙(2∙2-9∙1)-11∙(4∙2-9∙1)+37∙(4∙1-2∙1)= -15
Минор для (4,1):
∆4,1 = 20∙(2∙9-9∙1)-11∙(4∙9-9∙1)+40∙(4∙1-2∙1)= -37
Определитель минора:
∆2 = 2∙(-160)-1∙(-221)+2∙(-15)-3∙(-37)
Заменим 3-ый столбец матрицы А на вектор результата В .
Найдем определитель полученной матрицы.
Минор для (1,1):
∆1,1 = 3∙(40∙2-37∙9)-10∙(11∙2-37∙1)+8∙(11∙9-40∙1)= -137
Минор для (2,1):
∆2,1 = 5∙(40∙2-37∙9)-10∙(20∙2-37∙1)+8∙(20∙9-40∙1)= -175
Минор для (3,1):
∆3,1 = 5∙(11∙2-37∙1)-3∙(20∙2-37∙1)+8∙(20∙1-11∙1)= -12
Минор для (4,1):
∆4,1 = 5∙(11∙9-40∙1)-3∙(20∙9-40∙1)+10∙(20∙1-11∙1)= -35
Определитель минора:
∆3 = 2∙(-137)-1∙(-175)+2∙(-12)-3∙(-35)
Заменим 4-ый столбец матрицы А на вектор результата В .
Найдем определитель полученной матрицы.
Минор для (1,1):
∆1,1 = 3∙(9∙37-9∙40)-10∙(2∙37-9∙11)+8∙(2∙40-9∙11)= 17
Минор для (2,1):
∆2,1 = 5∙(9∙37-9∙40)-10∙(4∙37-9∙20)+8∙(4∙40-9∙20)= 25
Минор для (3,1):
∆3,1 = 5∙(2∙37-9∙11)-3∙(4∙37-9∙20)+8∙(4∙11-2∙20)= 3
Минор для (4,1):
∆4,1 = 5∙(2∙40-9∙11)-3∙(4∙40-9∙20)+10∙(4∙11-2∙20)= 5
Определитель минора:
∆4 = 2∙17-1∙25+2∙3-3∙5
Выпишем отдельно найденные переменные Х:
см. также Вычисление определителя разложением по столбцу.
Пример №2. Решение находим с помощью калькулятора. Запишем систему в виде:
A = |
|
Главный определитель:
∆ = 1 • (5 • 0-8 • 6)-4 • (2 • 0-8 • 3)+7 • (2 • 6-5 • 3) = 27 = 27
Заменим 1-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 1 = |
|
∆1 = 6 • (5 • 0-8 • 6)-9 • (2 • 0-8 • 3)+(-6 • (2 • 6-5 • 3)) = -54
x1 = -54/27 = -2
Заменим 2-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 2 = |
|
∆2 = 1 • (9 • 0-(-6 • 6))-4 • (6 • 0-(-6 • 3))+7 • (6 • 6-9 • 3) = 27
x2 = 27/27 = 1
Заменим 3-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 3 = |
|
∆3 = 1 • (5 • (-6)-8 • 9)-4 • (2 • (-6)-8 • 6)+7 • (2 • 9-5 • 6) = 54
x3 = 54/27 = 2
Выпишем отдельно найденные переменные Х
x1 = -54/27 = -2
x2 = 27/27 = 1
x3 = 54/27 = 2
Проверка.
1•-2+2•1+3•2 = 6
4•-2+5•1+6•2 = 9
7•-2+8•1+0•2 = -6
Пример №2. Запишем систему в виде:
A = |
|
Найдем главный определитель:
Минор для (1,1):
∆ 1,1 = |
|
∆1,1 = -1 • (-2 • (-1)-(-9 • (-5)))-(-2 • (-5 • (-1)-(-9 • 0)))+(-5 • (-5 • (-5)-(-2 • 0))) = -72
Минор для (2,1):
∆ 2,1 = |
|
∆2,1 = -1 • (-2 • (-1)-(-9 • (-5)))-(-2 • (12 • (-1)-(-9 • (-5))))+(-5 • (12 • (-5)-(-2 • (-5)))) = 279
Минор для (3,1):
∆ 3,1 = |
|
Минор для (4,1):
∆ 4,1 = |
|
Главный определитель:
∆ = 2 • (-72)-1 • 279+3 • 63-7 • (-45) = 81
Заменим 1-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 1 = |
|
∆ 1,1 = |
|
Минор для (2,1):
∆ 2,1 = |
|
Минор для (3,1):
∆ 3,1 = |
|
Минор для (4,1):
∆ 4,1 = |
|
Определитель минора:
∆1 = 1 • (-72)-0 • 279+3 • 63-(-4 • (-45))
x1 = -63/81 = -0.78
Заменим 2-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 2 = |
|
∆ 1,1 = |
|
Минор для (2,1):
∆ 2,1 = |
|
Минор для (3,1):
∆ 3,1 = |
|
Минор для (4,1):
∆ 4,1 = |
|
Определитель минора:
∆2 = 2 • (-115)-1 • 408+3 • 105-7 • (-50)
x2 = 27/81 = 0.33
Заменим 3-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 3 = |
|
∆ 1,1 = |
|
∆1,1 = -1 • (3 • (-1)-(-4 • (-5)))-(-2 • (0 • (-1)-(-4 • 0)))+(-5 • (0 • (-5)-3 • 0)) = 23
Минор для (2,1):
∆ 2,1 = |
|
Минор для (3,1):
∆ 3,1 = |
|
Минор для (4,1):
∆ 4,1 = |
|
Определитель минора:
∆3 = 2 • 23-1 • (-69)+3 • (-21)-7 • 10
x3 = -18/81 = -0.22
Заменим 4-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 4 = |
|
∆ 1,1 = |
|
Минор для (2,1):
∆ 2,1 = |
|
Минор для (3,1):
∆ 3,1 = |
|
Минор для (4,1):
∆ 4,1 = |
|
Определитель минора:
∆4 = 2 • 80-1 • (-303)+3 • (-84)-7 • 43
x4 = -90/81 = -1.11
Выпишем отдельно найденные переменные Х
x1 = -63/81 = -0.78
x2 = 27/81 = 0.33
x3 = -18/81 = -0.22
x4 = -90/81 = -1.11
Проверка.
2•-0.78+-1•0.33+12•-0.22+-5•-1.11 = 1
1•-0.78+-1•0.33+-5•-0.22+0•-1.11 = 0
3•-0.78+-2•0.33+-2•-0.22+-5•-1.11 = 3
7•-0.78+-5•0.33+-9•-0.22+-1•-1.11 = -4
Пример №3. Запишем систему в виде:
A = |
|
Главный определитель:
∆ = 2 • (-2 • 1-1 • 2)-1 • (1 • 1-1 • (-1))+3 • (1 • 2-(-2 • (-1))) = -10 = -10
Заменим 1-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 1 = |
|
x1 = 10/-10 = -1
Заменим 2-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 2 = |
|
x2 = 20/-10 = -2
Заменим 3-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 3 = |
|
x3 = 30/-10 = -3
Выпишем отдельно найденные переменные Х
x1 = 10/-10 = -1
x2 = 20/-10 = -2
x3 = 30/(-10) = -3
Проверка.
2•-1+1•-2+-1•-3 = -1
1•-1+-2•-2+2•-3 = -3
3•-1+1•-2+1•-3 = -8
Пример №4. Запишем систему в виде:
A = |
|
Главный определитель:
∆ = 1 • (3 • 5-(-1 • (-2)))-4 • (-1 • 5-(-1 • 1))+2 • (-1 • (-2)-3 • 1) = 27 = 27
Заменим 1-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 1 = |
|
x1 = -27/27 = -1
Заменим 2-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 2 = |
|
x2 = 54/27 = 2
Заменим 3-ый столбец матрицы А на вектор результата В.
∆ 3 = |
|
x3 = 81/27 = 3
Выпишем отдельно найденные переменные Х
x1 = -27/27 = -1
x2 = 54/27 = 2
x3 = 81/27 = 3
Проверка.
1•-1+-1•2+1•3 = 0
4•-1+3•2+-2•3 = -4
2•-1+-1•2+5•3 = 11
Пример №5. Запишем матрицу в виде:
A = |
|
∆ = 1 • (-2 • (-1)-1 • 1)-2 • (2 • (-1)-1 • 2)+3 • (2 • 1-(-2 • 2)) = 27
Пример №6. При решении системы линейных уравнений с квадратной матрицей коэффициентов А можно применять формулы Крамера, если:
- столбцы матрицы А линейно независимы;
- определитель матрицы А не равен нулю;
Пример №7. Дана система трех линейных уравнений с тремя неизвестными. Найти ее решение с помощью формул Крамера. Выполнить проверку полученного решения.
-75x 1 + 35 x 2 + 25 x 3 = -4,5
25x 1 - 70x 2 + 25 x 3 = -20
15x 1 + 10x 2 - 5 5 x 3 = -30
BT = (-4.5,-20,-30)
Главный определитель:
∆ = -75∙(-70∙(-55)-10∙25)-25∙(35∙(-55)-10∙25)+15∙(35∙25-(-70∙25))= -176250 = -176250
Заменим 1-ый столбец матрицы А на вектор результата В .
Найдем определитель полученной матрицы.
∆1 = -4.5∙(-70∙(-55)-10∙25)-(-20∙(35∙(-55)-10∙25))+(-30∙(35∙25-(-70∙25)))= -138450
Заменим 2-ый столбец матрицы А на вектор результата В .
Найдем определитель полученной матрицы.
∆2 = -75∙(-20∙(-55)-(-30∙25))-25∙(-4.5∙(-55)-(-30∙25))+15∙(-4.5∙25-(-20∙25))= -157875
Заменим 3-ый столбец матрицы А на вектор результата В .
Найдем определитель полученной матрицы.
∆3 = -75∙(-70∙(-30)-10∙(-20))-25∙(35∙(-30)-10∙(-4.5))+15∙(35∙(-20)-(-70∙(-4.5)))= -162600
Выпишем отдельно найденные переменные Х
Пример №8. Решить данную систему уравнений пользуясь формулами Крамера. Сделать проверку полученного решения.
Скачать решение