Kettő vagy három ismeretlent tartalmazó egyenletrendszerek ...

Kettő vagy három ismeretlent tartalmazó egyenletrendszerek ... Kettő vagy három ismeretlent tartalmazó egyenletrendszerek ...

math.ubbcluj.ro
from math.ubbcluj.ro More from this publisher
20.07.2013 Views

254 Lineáris egyenletrendszerek megoldása III. Az első egyenletből kifejezzük x -et és visszahelyettesítjük a többi egyenletbe, majd a másodikból kifejezzük y -t és visszahelyettesítjük a harmadik és negyedik egyenletbe és így tovább. A következő rendszerekhez jutunk: ⎧ ⎪x + y + z + t =−2⎧ ⎪ ⎪x + y + z + t =−2 ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪− 5y + z =−2 ⎪ ⎪ ⎪− 5y + z =−2 ⎨ ⎪ ⎨ ⎪ y + 2z = 5 ⎪− ⎪ ⎪ 9z= −27 ⎪ ⎪ ⎪− 7y + 2z − 3t = 11 ⎪ ⎪3z − 15t = 69 ⎪⎩ ⎪⎩ A harmadik egyenletből z = 3 . Így az utolsó egyenletből t = −4 és a második −3−2 egyenletből y = = 1 . Az első egyenlet alapján −5 x = −2−y −z − t = −2−1− 3+ 4 =− 2 c) I. A rendszer mátrixos alakja ⎡ 6 ⎢ 13 5⎤ ⎡x⎤ ⎡17 ⎥⋅ ⎢ ⎥ 7 y = ⎢ 10 ⎢y ⎣ ⎥ ⎦ ⎢ 10 ⎥ 23 ⎢ −1 ⎣ ⎦ ⎣ II. A rendszer 6 ⎥ ⎢ 10 ⎥ 23 ⎢ −161 ⎥ ⎢ 7 ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎥⎦ ⎡ 2 3 −4⎤ ⎡ ⎡ x ⎤ −1⎤ 4 alakban írható. Az A = ⎢ 1 ⎢ 2 −1⎥ mátrix transzponáltja és az adjungáltja, ⎥ 4 ⎤ ⎥ ⎥ ⎢ ⎢⎣ ⎤ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ . ⎥⎦ ⎣ ⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ Az ⎡6 A = ⎢ 13 ⎣ 5⎤ ⎥ 7 ⎥ ⎥⎦ mátrix transzponáltja ⎡6 t A = ⎢ 5 ⎣ 13⎤ ⎥ 7 ⎥ ⎥⎦ és az adjungáltja ⎡ 7 * A = ⎢ −13 ⎣ −5⎤ ⎥ 1 , tehát 6 ⎥. detA = 6 ⋅7− 5 3 = −23 A ⎥⎦ −1 1 − − 1 ⎡ 7 = − ⋅⎢ 23 ⎢ −13 ⎣ −⎤ 5 ⎥ 6 ⎥ ⎥⎦ x ⎡17⎤ ⎡ 7 1 oldás ⎥ 1 A ⎢ ⎥ = − ⋅⎢ 3 −5⎤ ⎡17⎤ ⎥ 1 ⎡ 69 ⎤ ⎡−3 ⎥. ⎢ ⎥ = ⋅⎢ ⎥ ⎢ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ = ⎢ − ⋅1 . Így a ⎡ ⎤ meg ⎢ ⎥ = ⋅ ⎢ ⎤ − ⎥⎥ . ⎢ 1 ⎢ −1 ⎣ 1 −2 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎥ − 1 ⎢ y ⎥ ⎢ ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ = ⎢ 0 ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎥ ⎢z⎥ ⎢ 4 ⎥ ⎥⎦ ⎣ ⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎡ ⎢ 2 ⎢ ⎢ ⎢⎣ −1 3 1 − −4⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦ ⎡ ⎢ 2 t ⎢ A = ⎢ 3 ⎢ −4 ⎣ 1 1 −1 −1⎤ ⎡ ⎥ ⎢ 2 ⎥ * ⎢ −2⎥ és A = ⎢−3 ⎥ ⎢ 4 ⎥ ⎢ ⎥⎦ ⎢⎣ −4 4 1 ⎥ −2⎥. ⎥ 1 ⎥ ⎥⎦

Lineáris egyenletrendszerek megoldása 255 ⎡ ⎢−2 −1 1 * ⎢ Mivel detA = − 1 írhatjuk, hogy A = ⋅ A = ⎢ 3 detA ⎢ ⎢⎣ 1 Tehát a rendszer megoldása 4 −4 −1 −1⎤ ⎥⎥ 2 ⎥ . ⎥ 1 ⎥ ⎥⎦ ⎡x⎤ ⎡−1⎤ ⎡−2 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎢ 1 y ⎥ − ⎢ ⎥ ⎢ ⎢ ⎥ = A ⋅ ⎢ 0 ⎥ = ⎢ 3 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎢z ⎢ 4 ⎥ ⎢ ⎣ ⎥ ⎦ ⎢ 1 ⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ III. A rendszer mátrixa 4 − 4 −1 −1⎤⎡−1⎤ ⎡ ⎤ ⎥⎢ ⎥ ⎢−2⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦ ⎥⎢ ⎥ ⎢ 2 ⎥⎢ 0 ⎥ = ⎢ 5 . ⎥⎢ ⎥ ⎢ 1 ⎥⎢ 4 ⎥ ⎢ ⎥⎢ 3 ⎦⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎡1 ⎢ 2 A = ⎢ ⎢3 ⎢ ⎢⎣ 5 1 −2 2 −2 1 3 5 7 1⎤ ⎥ 2 ⎥ . 3 ⎥ 2⎥ ⎥⎦ Így ⎡1 ⎢ ⎢1 t ⎢ A = ⎢ ⎢1 ⎢ 1 ⎣ 2 −3 3 2 3 2 5 3 5 ⎤ ⎡ 51 ⎥ ⎢ −2⎥ ⎢ ⎥ * ⎢ 3 ⎥ és A = ⎢ 7 ⎥ ⎢−39 ⎥ ⎢ 2 ⎥ ⎢ ⎥⎦ ⎢ 12 ⎣ −3 −6 −3 12 −21 3 15 3 9 ⎤ ⎥ 0 ⎥ 0 ⎥ 9 ⎥ ⎥⎦ ⎢ 1 ⎢ 3 −6 1 ⎥ − . De detA = 27 és így a megoldások ⎡x⎤ ⎡ 51 ⎢ ⎥ ⎢ ⎢y⎥ ⎢ ⎥ ⎢z⎥ = ⋅ ⎢ 27 −39 ⎢ ⎥ ⎢ ⎢t⎥ ⎢ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢ ⎢⎣ 12 −3 −3 12 −21 3 15 3 9 ⎤⎡−2⎤ ⎡−54 ⎤ ⎡−2⎤ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ 0 ⎥⎢−6⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ 1 ⎢ 27 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ = ⋅ ⎢ ⎥ = ⎢ ⎥. 0 ⎥⎢−1⎥ 27 ⎢ 81 ⎥ ⎢ 3 ⎥ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ −9⎥⎢ 1 ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ −108⎥ ⎢−4⎥ ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ 2.6. Megoldott feladatok I. Determinánsok és tulajdonságaik 1. Számítsuk ki a következő mátrixok determinánsát: ⎡ a a) A = ⎢ 1 ⎢ ⎢−b ⎣ Megoldás b⎤ ⎥ a⎥; ⎥⎦ ⎡ ⎢a ⎢ b) A = ⎢b 2 ⎢ c ⎣ b c a c⎤ ⎥ a⎥. ⎥ b ⎥ ⎥⎦ a) detA 2 2 = a + b . 1 3 3 3 3 3 3 b) detA = acb + bac + cba −c−a− b = 3abc −a−b−c. 2

Lineáris <strong>egyenletrendszerek</strong> megoldása 255<br />

⎡<br />

⎢−2<br />

−1<br />

1 * ⎢<br />

Mivel detA = − 1 írhatjuk, hogy A = ⋅ A = ⎢ 3<br />

detA<br />

⎢<br />

⎢⎣<br />

1<br />

Tehát a rendszer megoldása<br />

4<br />

−4<br />

−1<br />

−1⎤ ⎥⎥<br />

2 ⎥ .<br />

⎥<br />

1 ⎥<br />

⎥⎦<br />

⎡x⎤ ⎡−1⎤ ⎡−2 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢<br />

⎢ 1<br />

y<br />

⎥ − ⎢ ⎥ ⎢<br />

⎢ ⎥ = A ⋅ ⎢ 0 ⎥ = ⎢ 3<br />

⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢<br />

⎢z ⎢ 4 ⎥ ⎢<br />

⎣<br />

⎥<br />

⎦ ⎢<br />

1<br />

⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ III. A rendszer mátrixa<br />

4<br />

− 4<br />

−1<br />

−1⎤⎡−1⎤<br />

⎡ ⎤<br />

⎥⎢ ⎥ ⎢−2⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦<br />

⎥⎢ ⎥ ⎢<br />

2 ⎥⎢ 0 ⎥ = ⎢ 5 .<br />

⎥⎢ ⎥ ⎢<br />

1 ⎥⎢ 4 ⎥ ⎢<br />

⎥⎢<br />

3<br />

⎦⎣ ⎥⎦ ⎢⎣<br />

⎡1 ⎢<br />

2<br />

A = ⎢<br />

⎢3 ⎢<br />

⎢⎣<br />

5<br />

1<br />

−2<br />

2<br />

−2<br />

1<br />

3<br />

5<br />

7<br />

1⎤<br />

⎥<br />

2 ⎥ .<br />

3 ⎥<br />

2⎥<br />

⎥⎦<br />

Így<br />

⎡1 ⎢<br />

⎢1 t ⎢<br />

A = ⎢<br />

⎢1 ⎢<br />

1<br />

⎣<br />

2<br />

−3 3<br />

2<br />

3<br />

2<br />

5<br />

3<br />

5 ⎤ ⎡ 51<br />

⎥ ⎢<br />

−2⎥<br />

⎢<br />

⎥ * ⎢<br />

3<br />

⎥ és A = ⎢<br />

7 ⎥ ⎢−39 ⎥ ⎢<br />

2 ⎥ ⎢<br />

⎥⎦<br />

⎢<br />

12<br />

⎣<br />

−3 −6<br />

−3<br />

12<br />

−21 3<br />

15<br />

3<br />

9 ⎤<br />

⎥<br />

0 ⎥<br />

0 ⎥<br />

9 ⎥<br />

⎥⎦<br />

⎢<br />

1 ⎢<br />

3 −6<br />

1 ⎥<br />

−<br />

.<br />

De detA = 27 és így a megoldások<br />

⎡x⎤ ⎡ 51<br />

⎢ ⎥ ⎢<br />

⎢y⎥ ⎢ ⎥<br />

⎢z⎥ = ⋅ ⎢<br />

27 −39 ⎢ ⎥ ⎢<br />

⎢t⎥ ⎢<br />

⎢⎣ ⎥⎦<br />

⎢<br />

⎢⎣<br />

12<br />

−3 −3 12<br />

−21 3<br />

15<br />

3<br />

9 ⎤⎡−2⎤ ⎡−54 ⎤ ⎡−2⎤<br />

⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />

0 ⎥⎢−6⎥ ⎢<br />

⎥⎢ ⎥ 1 ⎢<br />

27 ⎥ ⎢<br />

⎥ ⎢<br />

⎥⎢ ⎥ = ⋅ ⎢ ⎥ = ⎢ ⎥.<br />

0 ⎥⎢−1⎥ 27 ⎢ 81 ⎥ ⎢ 3 ⎥<br />

⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />

−9⎥⎢ 1 ⎥ ⎢<br />

⎥⎢ ⎥ ⎢<br />

−108⎥<br />

⎢−4⎥ ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦<br />

2.6. Megoldott feladatok<br />

I. Determinánsok és tulajdonságaik<br />

1. Számítsuk ki a következő<br />

mátrixok determinánsát:<br />

⎡ a<br />

a) A = ⎢<br />

1 ⎢<br />

⎢−b ⎣<br />

Megoldás<br />

b⎤<br />

⎥<br />

a⎥;<br />

⎥⎦<br />

⎡<br />

⎢a ⎢<br />

b) A = ⎢b 2<br />

⎢<br />

c<br />

⎣<br />

b<br />

c<br />

a<br />

c⎤<br />

⎥<br />

a⎥.<br />

⎥<br />

b ⎥<br />

⎥⎦<br />

a) detA<br />

2 2<br />

= a + b .<br />

1<br />

3 3 3 3 3 3<br />

b) detA = acb + bac + cba −c−a− b = 3abc<br />

−a−b−c. 2

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!