ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
§ 3. Крамеровские системы линейных уравнений 75
∆
1
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
−2 1 1 0
−4 3 0 −2
−1 0 1 −1
−3 2 −1 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
−2 1 1 0
−4 3 0 −2
1 −1 0 −1
−5 3 0 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
−4 3 −2
1 −1 −1
−5 3 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
−4 −1 −6
1 0 0
−5 −2 −8
¯
¯
¯
¯
¯
¯
= 4,
∆
2
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 −2 1 0
1 −4 0 −2
2 −1 1 −1
0 −3 −1 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 −2 1 0
1 −4 0 −2
1 1 0 −1
1 −5 0 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 −4 −2
1 1 −1
1 −5 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 −5 −1
1 0 0
1 −6 −2
¯
¯
¯
¯
¯
¯
= −4,
∆
3
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 1 −2 0
1 3 −4 −2
2 0 −1 −1
0 2 −3 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 0 0 0
1 2 −2 −2
2 −2 3 −1
0 2 −3 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
2 −2 −2
−2 3 −1
2 −3 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
2 0 0
−2 1 −3
2 −1 −1
¯
¯
¯
¯
¯
¯
= −8,
∆
4
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 1 1 −2
1 3 0 −4
2 0 1 −1
0 2 −1 −3
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 1 1 −2
1 3 0 −4
1 −1 0 1
1 3 0 −5
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 3 −4
1 −1 1
1 3 −5
¯
¯
¯
¯
¯
¯
=
¯
¯
¯
¯
¯
¯
1 3 −4
0 −4 5
0 0 −1
¯
¯
¯
¯
¯
¯
= 4.
По формулам Крамера
x
1
= ∆
1
/∆ = 1, x
2
= ∆
2
/∆ = −1, x
3
= ∆
3
/∆ = −2, x
4
= ∆
4
/∆ = 1.
Замечание. На практике формулы Крамера используются
очень редко. Чаще всего для решения систем линейных алгебраиче-
ских уравнений применяются различные варианты метода исключе-
ния неизвестных (метода Гаусса). Подробнее по этому поводу см. с. 89.
2. В качестве примера применения теории крамеровских систем
построим так называемую интерполяционную формулу Лагранжа.
2.1. Теорема. Пусть z
0
, z
1
, . . . , z
n
— попарно различные чис-
ла, h
0
, h
1
, ··· , h
n
— произвольные числа. Тогда существует и при
том только один полином P
n
(z) такой, что
P
n
(z
j
) = h
j
, j = 0, 1, . . . , n. (2.1)
Доказательство. Условия (2.1) представляют собой систему ли-
нейных уравнений относительно коэффициентов полинома P
n
. Опре-
делитель этой системы — определитель Вандермонда. Он, очевидно,
не равен нулю, поэтому система уравнений (2.1) имеет единственное
решение при любой правой части. ¤
Теперь ясно, что, если полином всюду (по крайней мере в n + 1
различных точках) равен нулю, то все его коэффициенты — нули.
Нетрудно построить в явном виде полином, удовлетворяющий
условиям (2.1), а именно, решение задачи дает интерполяционная
формула Лагранжа
P
n
(z) = P
n
(z
0
)Φ
0
(z) + P
n
(z
1
)Φ
1
(z) + ··· + P
n
(z
n
)Φ
n
(z), (2.2)
§ 3. Крамеровские системы линейных уравнений 75
¯ ¯ ¯ ¯
¯−2 1 1 0¯ ¯−2 1 1 0¯ ¯¯ ¯ ¯ ¯
¯ ¯ ¯ ¯ ¯−4 3 −2¯¯ ¯¯−4 −1 −6¯¯
¯−4 3 0 −2¯ ¯−4 3 0 −2¯
∆1 =¯
−1 0 1 −1 ¯ = ¯ 1 −1 0 −1¯ = ¯¯ 1 −1 −1¯¯ = ¯¯ 1 0 0¯¯ = 4,
¯ ¯ ¯ ¯ ¯−5 3 −3 ¯ ¯ −5 −2 −8¯
¯−3 2 −1 −3¯ ¯−5 3 0 −3¯
¯ ¯ ¯ ¯
¯1 −2 1 0¯ ¯1 −2 1 0¯ ¯¯ ¯ ¯ ¯
¯ ¯ ¯ ¯ ¯1 −4 −2¯¯ ¯¯1 −5 −1¯¯
¯1 −4 0 −2¯ ¯1 −4 0 −2¯ ¯
∆2 =¯ = = 1 1 −1¯¯ = ¯¯1 0 0¯¯ = −4,
¯2 −1 1 −1¯¯ ¯¯1 1 0 −1¯¯ ¯¯
¯0 −3 −1 −3¯ ¯1 −5 0 −3¯ 1 −5 −3¯ ¯1 −6 −2¯
¯ ¯ ¯ ¯
¯1 1 −2 0 ¯ ¯1 0 0 0¯ ¯¯ ¯ ¯ ¯
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ 2 −2 −2¯¯ ¯¯ 2 0 0¯¯
¯1 3 −4 −2¯ ¯1 2 −2 −2¯ ¯
∆3 =¯ ¯=¯ = −2 3 −1¯¯ = ¯¯−2 1 −3¯¯ = −8,
¯2 0 −1 −1¯ ¯2 −2 3 −1¯¯ ¯¯ ¯ ¯
¯0 2 −3 −3¯ ¯0 2 −3 −3 2 −1 −1¯
2 −3 −3¯
¯ ¯ ¯ ¯
¯1 1 1 −2¯ ¯1 1 1 −2¯ ¯¯ ¯ ¯ ¯
¯ ¯ ¯ ¯ ¯1 3 −4¯¯ ¯¯1 3 −4¯¯
¯1 3 0 −4¯ ¯1 3 0 −4¯ ¯
∆4 =¯ = = 1 −1 1¯¯ = ¯¯0 −4 5¯¯ = 4.
¯2 0 1 −1¯¯ ¯¯1 −1 0 1¯¯ ¯¯ ¯ ¯ ¯
¯0 2 −1 −3¯ ¯1 1 3 −5 0 0 −1
3 0 −5¯
По формулам Крамера
x1 = ∆1 /∆ = 1, x2 = ∆2 /∆ = −1, x3 = ∆3 /∆ = −2, x4 = ∆4 /∆ = 1.
Замечание. На практике формулы Крамера используются
очень редко. Чаще всего для решения систем линейных алгебраиче-
ских уравнений применяются различные варианты метода исключе-
ния неизвестных (метода Гаусса). Подробнее по этому поводу см. с. 89.
2. В качестве примера применения теории крамеровских систем
построим так называемую интерполяционную формулу Лагранжа.
2.1. Теорема. Пусть z0 , z1 , . . . , zn — попарно различные чис-
ла, h0 , h1 , · · · , hn — произвольные числа. Тогда существует и при
том только один полином Pn (z) такой, что
Pn (zj ) = hj , j = 0, 1, . . . , n. (2.1)
Доказательство. Условия (2.1) представляют собой систему ли-
нейных уравнений относительно коэффициентов полинома Pn . Опре-
делитель этой системы — определитель Вандермонда. Он, очевидно,
не равен нулю, поэтому система уравнений (2.1) имеет единственное
решение при любой правой части. ¤
Теперь ясно, что, если полином всюду (по крайней мере в n + 1
различных точках) равен нулю, то все его коэффициенты — нули.
Нетрудно построить в явном виде полином, удовлетворяющий
условиям (2.1), а именно, решение задачи дает интерполяционная
формула Лагранжа
Pn (z) = Pn (z0 )Φ0 (z) + Pn (z1 )Φ1 (z) + · · · + Pn (zn )Φn (z), (2.2)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- …
- следующая ›
- последняя »
