1.решить систему линейных уравнений методом гауссаx+2y+z=43x-5y+3z=1 2x+7y-z=82.решить систему линейных уравнений методом жордано-гаусса3x+2y+z=5 2x+3y+z=1 2x+y+3z=11

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения первой системы методом Гаусса и второй методом Жордано-Гаусса выполним последовательные преобразования расширенных матриц коэффициентов. ️ Шаг 1: Решение первой системы методом Гаусса Запишем расширенную матрицу для системы: (121|43-53|127-1|8)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 2, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 3, Column 2: negative 5, Column 3: 3, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 2, Column 2: 7, Column 3: negative 1, Column 4: vertical line, Column 5: 8 end-matrix; Приведем матрицу к ступенчатому виду (прямой ход).

  1. Из второй строки вычтем первую, умноженную на 3 ( R23R1cap R sub 2 minus 3 cap R sub 1); из третьей вычтем первую, умноженную на 2 ( R32R1cap R sub 3 minus 2 cap R sub 1):
    (121|40-110|-1103-3|0)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 2, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 0, Column 2: negative 11, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: negative 11; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 3, Column 3: negative 3, Column 4: vertical line, Column 5: 0 end-matrix; Разделим вторую строку на -11 ( R2/11cap R sub 2 / minus 11):
    (121|4010|103-3|0)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 2, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 1, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 3, Column 3: negative 3, Column 4: vertical line, Column 5: 0 end-matrix; Из третьей строки вычтем вторую, умноженную на 3 ( R33R2cap R sub 3 minus 3 cap R sub 2):
    (121|4010|100-3|-3)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 2, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 1, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 0, Column 3: negative 3, Column 4: vertical line, Column 5: negative 3 end-matrix; Разделим третью строку на -3 ( R3/3cap R sub 3 / minus 3):
    (121|4010|1001|1)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 2, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 1, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 0, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 1 end-matrix;

Выполним обратный ход: Из третьего уравнения: z=1z equals 1. Из второго уравнения: y=1y equals 1. Из первого уравнения: x+2(1)+1=4x=1x plus 2 open paren 1 close paren plus 1 equals 4 implies x equals 1. ️ Шаг 2: Решение второй системы методом Жордано-Гаусса Запишем расширенную матрицу: (321|5231|1213|11)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 3, Column 2: 2, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 5; Row 2: Column 1: 2, Column 2: 3, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 2, Column 2: 1, Column 3: 3, Column 4: vertical line, Column 5: 11 end-matrix; Приведем матрицу к диагональному виду.

  1. Вычтем из первой строки вторую ( R1R2cap R sub 1 minus cap R sub 2), чтобы получить 1 в позиции (1,1):
    (1-10|4231|1213|11)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: negative 1, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 2, Column 2: 3, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 2, Column 2: 1, Column 3: 3, Column 4: vertical line, Column 5: 11 end-matrix; Обнулим элементы под главной диагональю в первом столбце ( R22R1cap R sub 2 minus 2 cap R sub 1 и R32R1cap R sub 3 minus 2 cap R sub 1):
    (1-10|4051|-7033|3)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: negative 1, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 5, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: negative 7; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 3, Column 3: 3, Column 4: vertical line, Column 5: 3 end-matrix; Разделим третью строку на 3 и поменяем ее местами со второй для удобства вычислений:
    (1-10|4011|1051|-7)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: negative 1, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: 4; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 1, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 5, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: negative 7 end-matrix; Обнулим элементы во втором столбце над и под главной диагональю ( R1+R2cap R sub 1 plus cap R sub 2 и R35R2cap R sub 3 minus 5 cap R sub 2):
    (101|5011|100-4|-12)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 0, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 5; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 1, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 0, Column 3: negative 4, Column 4: vertical line, Column 5: negative 12 end-matrix; Разделим третью строку на -4 ( R3/4cap R sub 3 / minus 4):
    (101|5011|1001|3)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 0, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 5; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 1, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 1; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 0, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 3 end-matrix; Обнулим элементы в третьем столбце над главной диагональю ( R1R3cap R sub 1 minus cap R sub 3 и R2R3cap R sub 2 minus cap R sub 3):
    (100|2010|-2001|3)the 3 by 5 matrix; Row 1: Column 1: 1, Column 2: 0, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: 2; Row 2: Column 1: 0, Column 2: 1, Column 3: 0, Column 4: vertical line, Column 5: negative 2; Row 3: Column 1: 0, Column 2: 0, Column 3: 1, Column 4: vertical line, Column 5: 3 end-matrix;

Ответ:

  1. Для первой системы: x = 1, y = 1, z = 1.
  2. Для второй системы: x = 2, y = -2, z = 3.

Сообщите, требуется ли выполнить проверку найденных решений путем подстановки в исходные уравнения или разобрать другой метод решения.

Форма ответа

Ваш аватар