Дана система уравнений {x₁ + 2 ⋅ x₂ − x₃ = 1, −3 ⋅ x₁ + x₂ + 2 ⋅ x₃ = 0, x₁ + 4 ⋅ x₂ + 3 ⋅ x₃ = 2 Решая уравнение методом Гаусса, какие действия необходимо совершить?
Другие предметы Колледж Системы линейных уравнений метод Гаусса система уравнений расширенная матрица алгебраические преобразования элементарные преобразования эквивалентная система вычисление значений неизвестных
Решение системы уравнений методом Гаусса включает в себя несколько шагов. Давайте подробно разберем, что нужно сделать:
Сначала мы представим нашу систему уравнений в виде расширенной матрицы. Для данной системы уравнений:
Расширенная матрица будет выглядеть следующим образом:
| 1 2 -1 | 1 | | -3 1 2 | 0 | | 1 4 3 | 2 |
Следующий шаг - это применение элементарных преобразований для приведения матрицы к ступенчатому виду. Мы можем использовать операции:
Например, мы можем добавить к первой строке, умноженной на 3, вторую строку:
| 1 2 -1 | 1 | | 0 7 -1 | 3 | | 1 4 3 | 2 |
Затем мы можем вычесть первую строку из третьей:
| 1 2 -1 | 1 | | 0 7 -1 | 3 | | 0 2 4 | 1 |
И далее продолжать преобразования до получения верхнетреугольной матрицы.
После завершения элементарных преобразований мы получим новую систему уравнений, которая будет эквивалентна исходной. Например:
| 1 2 -1 | 1 | | 0 7 -1 | 3 | | 0 0 5 | 2 |
Это соответствует системе уравнений:
Теперь, когда мы имеем верхнетреугольную матрицу, мы можем найти значения переменных, начиная с последнего уравнения и подставляя найденные значения в предыдущие уравнения. Например:
После подстановки всех значений мы получим конечные решения для переменных x₁, x₂ и x₃.
Таким образом, правильный ответ на ваш вопрос - это второй вариант: Записать расширенную матрицу системы; выполнить элементарные преобразования; получить эквивалентную систему уравнений; совершить обратный ход Гаусса, вычислив значения неизвестных.