а) Вычислить определители третьего порядка:
1. 2. 3.
4. 6.
7. 8. 9.
10. 11. 12.
13. 14. 15.
16. 17. 18.
19. 20. 21.
22. 23. 24.
26. 27.
28. 29. 30.
б) Вычислить определители четвертого порядка:
1. 2. 3.
4. 5. 6.
7. 8. 9.
10. 11. 12.
13. 14. 15.
16. 17. 18.
19. 20. 21.
22. 23. 24.
25. 26. 27.
28. 29. 30.
Задание №4
Пример 6.Пользуясь правилом умножения матриц, представить в виде определителя произведение определителей.
Решение.
Примеры для самостоятельной работы
Пользуясь правилом умножения матриц, представить в виде определителя произведение определителей:
1. 2.
3. 4.
5. 6.
7. 8.
9. 10.
11. 12.
13. 14.
15. 16.
17. 18.
19. 20.
21. 22.
23. 24.
25. 26.
27. 28.
29. 30.
Задание №5
Пример 7. Найти обратную матрицу для матрицы .
Решение. Вычислим определитель матрицы
.
Определитель det А ¹0, следовательно, матрица А имеет обратную.
Составим транспонированную матрицу АТ для матрицы А:
.
Найдем алгебраические дополнения элементов матрицы АТ:
Тогда матрица, составленная из алгебраических дополнений матрицы АТ, запишется в виде: .
Запишем обратную матрицу:
.
Покажем, что А × А -1= Е.
Действительно,
.
Примеры для самостоятельной работы
Найти обратную матрицу для матрицы:
1. 2. 3.
4. 5. 6.
7. 8. 9.
10. 11. 12.
13. 14. 15.
16. 17. 18.
19. 20. 21.
22. 23. 24.
25. 26. 27.
28. 29. 30.
Задание № 6
Пример 8.Найти ранг матрицы.
Решение. Прибавим к четвертому столбцу первый, умноженный на (-4), затем вычеркнем 4 столбец, состоящий из нулей.
.
Вычислим минор третьего порядка: .
Следовательно, r (А)=3.
Примеры для самостоятельной работы
Найти ранг матрицы:
1. 2.
3. 4.
5. 6.
7. 8.
9. 10.
11. 12.
13. 14.
15. 16.
17. 18.
19. 20.
21. 22.
23. 24.
25. 26.
27. 28.
29. 30.
Задание №7
Пример 9. Проверить совместность системы: .
Решение. Расширенная матрица системы имеет вид
.
Переставим первый и третий столбцы .
Прибавим элементы первого столбца, умноженные на 2, к элементам 3 -го и 4 -го столбцов, а из второго вычтем первый столбец:
.
Вычеркнем второй столбец, так как его элементы пропорциональны соответствующим элементам третьего столбца. Элементы третьего столбца умножим на 2 и прибавим к элементам 4 -го: .
Очевидно, что ранг основной матрицы этой системы r (А)= 2, так как минор второго порядка .
Ранг расширенной матрицы r (В)=3, так как .
Таким образом, r (А)=2, r (В)=3, то есть r (А)¹ r (В), поэтому система несовместна.
Пример №10. Исследовать систему уравнений: .
Решение. Преобразуем расширенную матрицу системы с помощью элементарных преобразований:
.
Очевидно, что r (А)= r (В)=2. По теореме Кронекера-Капелли система совместна.
Запишем первое и второе уравнения заданной системы:
За базисные неизвестные примем х 1 и х 2, так как определитель из коэффициентов при этих неизвестных отличен от нуля. Свободным неизвестным служит х 3. Переписав систему в виде
выразим х 1 и х 2 через х 3:
, .
Полагая х 3 = u, получим решение системы в виде
, , .
Придавая u различные числовые значения, будем получать различные решения данной системы уравнений.
Примеры для самостоятельной работы
Исследовать систему уравнений:
1. 2.
3. 4.
5. 6.
7. 8.
9. 10.
11. 12.
13. 14.
15. 16.
17. 18.
19. 20.
21. 22.
23. 24.
25. 26.
27. 28.
29. 30.
Задание № 8
Пример 11. Решить методом Крамера систему уравнений
.
Решение. Вычислим определитель системы
.
Следовательно, система имеет единственное решение. Найдем Dх1, Dх2, Dх3.
Определим решение системы уравнений по формулам Крамера: