Рассмотрим систему n линейных алгебраических уравнений относительно n неизвестных х1, х2, …, хn:
Система линейных уравнений может быть записана в матричном виде:
Ах = b,
где:
.
Если det A ¹ 0 то система или эквивалентное ей матричное уравнение имеет единственное решение.
Решение систем уравнений с помощью функции Lsolve
Системы линейных уравнений удобно решать с помощью функции lsolve.
Функция lsolve(А, b) ‑ возвращает вектор решения x такой, что Ах = b.
Решение системы уравнений методом Гаусса
Метод Гаусса, его еще называют методом Гауссовых исключений, состоит в том, что систему уравнений приводят последовательным исключением неизвестных к эквивалентной системе с треугольной матрицей.
В матричной записи это означает, что сначала (прямой ход метода Гаусса) элементарными операциями над строками приводят расширенную матрицу системы к ступенчатому виду, а затем (обратный ход метода Гаусса) эту ступенчатую матрицу преобразуют так, чтобы в первых n столбцах получилась единичная матрица. Последний, (n + 1) столбец этой матрицы содержит решение системы.
В MathCAD прямой и обратный ходы метода Гаусса выполняет функция rref(A).
Решение систем уравнений с помощью функций Find или Minner
Для решения системы уравнений с помощью функции Find необходимо выполнить следующее:
1. Задать начальное приближение для всех неизвестных, входящих в систему уравнений. MathCAD решает систему с помощью итерационных методов;
2. Напечатать ключевое слово Given. Оно указывает MathCAD, что далее следует система уравнений;
3. Введите уравнения и неравенства в любом порядке. Используйте [Ctrl]= для печати символа =. Между левыми и правыми частями неравенств может стоять любой из символов <, >, ³ и £;
4. Введите любое выражение, которое включает функцию Find,
например: х:= Find(х, у).
Ключевое слово Given, уравнения и неравенства, которые следуют за ним, и какое ‑ либо выражение, содержащее функцию Find, называют блоком решения уравнений.
Функция Minner очень похожа на функцию Find (использует тот же алгоритм). Если в результате поиска не может быть получено дальнейшее уточнение текущего приближения к решению, Minner возвращает это приближение. Функция Find в этом случае возвращает сообщение об ошибке. Правила использования функции Minner такие же, как и функции Find.
Функция Minerr(x1, x2,...) ‑ возвращает приближенное решение системы уравнений. Число аргументов должно быть равно числу неизвестных.
