|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 3 |
|
|
|
4 |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Х=с1X1+ с2X2 + с3X3 = с1 |
|
0 |
+ с2 |
1 |
|
+ с1 |
3 |
, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
или через неизвестные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
x |
|
|
2 |
|
c |
4 |
c |
8 |
c , |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
3 |
1 |
|
3 |
2 |
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
c1 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 |
c2 |
|
c3 , |
|
|
|
|
|
|
(2.15) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x4 |
|
c2 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x5 |
|
c3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заметим, что выбрав в качестве свободных неизвестных |
||||||||||||||||||||
х1, |
х2, х3 |
|
мы |
получим |
|
новый |
|
|
набор |
базисных |
|||||||||||
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
3 |
t |
|
|
|
|
|
3 |
|
1 |
T |
|
|
|
1, 0, 0, |
|
, |
|
, |
|
0,1, 0, |
, |
|
|
|||||||||||
решений X1 |
|
4 |
|
|
4 |
X 2 |
2 |
2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0, 0,1, |
2,1 |
T |
, |
а общее решение в этом случае будет |
||||||||||||||||
, X3 |
|
||||||||||||||||||||
иметь вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
c1 , |
|
x2 |
c2 , |
x3 |
c3 , |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
x |
|
9 |
4 |
|
c |
3 |
2 |
c |
2c , |
|
(2.16) |
|
|
||||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
x |
|
3 |
4 |
c |
1 |
2 |
c |
c . |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Соотношения (2.15) и (2.16) различны, но из каждого из них при соответствующих значениях произвольных постоянных можно получить любое частное решение системы
(2.13).
Упражнения
1. Решить матричные уравнения:
41
|
1 2 |
|
|
3 5 ;б) |
|
3 4 |
|
2 |
|
8 |
|
|
|
||||
а) |
.X |
X |
|
1 1 ; |
|
|
|
||||||||||
|
3 |
4 |
|
|
5 |
9 |
|
1 |
1 |
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в) |
2 2 |
X |
|
1 2 ;г) |
3 1 |
X |
5 6 |
14 |
16 |
; |
|||||||
|
3 |
1 |
|
|
2 |
0 |
|
5 |
|
2 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
1 |
3 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
д) 3 2 |
4 X 10 2 7 ;е) |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
|
1 |
0 |
|
|
10 |
7 |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
3 |
1 |
|
8 |
3 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
X |
1 |
3 |
|
2 |
|
5 |
9 |
|
0 . |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
5 |
2 |
1 |
|
2 |
15 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Матричным способом решить системы уравнений: |
||||||||||||||
|
2x1 |
x2 |
x3 |
|
4, |
|
x1 |
x2 |
x3 |
2, |
|
|
|
||||
а) |
|
x1 |
2x2 |
2x3 |
14, |
в) |
2x1 |
x2 |
x3 |
3, |
|
|
|
||||
|
4x1 |
2x2 |
x3 |
7; |
|
x1 |
x2 |
x3 |
6. |
|
|
|
|||||
|
|
3. |
Решить системы уравнений по правилу Крамера: |
||||||||||||||
|
|
2x1 |
x3 |
1, |
|
2x1 |
2x2 |
x3 |
|
4, |
|
|
|
||||
а) |
2x1 |
4x2 |
x3 |
1, б) 3x1 |
x2 |
|
3x3 |
|
7, |
|
|
|
|||||
|
|
x1 |
8x2 |
3x3 |
2; |
x1 |
|
x2 |
2x3 |
3; |
|
|
|
||||
|
4x1 |
4x2 |
5x3 |
5x4 |
0, |
|
2x1 |
3x2 |
11x3 |
5x4 |
2, |
|
|||||
|
|
2x1 |
3x3 |
x4 |
10, |
|
|
|
x1 |
x2 |
5x3 |
2x4 |
1, |
|
|||
в) |
|
x1 |
x2 |
5x3 |
10, |
|
г) 2x1 |
x2 |
|
3x3 |
2x4 |
3, |
|
||||
|
|
|
3x2 |
2x3 |
1; |
|
|
x1 |
x2 |
|
3x3 |
4x4 |
3. |
|
|||
4. Исследовать совместность систем уравнений:
42
|
3x1 |
4x2 |
7, |
x1 |
x2 |
x3 |
2x4 |
1, |
а) 5x1 |
3x2 |
8, |
б) 6x1 |
6x2 |
10x3 |
8x4 |
5, |
|
|
x1 |
x2 |
2; |
5x1 |
5x2 |
8x3 |
7x4 |
3; |
|
2x1 3x3 x4 |
10, |
|
|
|
|
||
в) |
x1 |
x2 |
5x3 |
10, |
|
|
|
|
4x1 |
4x2 |
5x3 |
5x4 0, |
|
|
|
|
|
|
|
3x2 |
2x3 |
1. |
|
|
|
|
5. Исследовать совместность и найти общее решение следующих систем:
|
x1 |
x2 |
2x3 |
3x4 |
1, |
|
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
2, |
а) |
3x1 |
x2 |
x3 |
2x4 |
4, |
б) |
x1 |
2x2 |
3x3 |
4x4 |
0, |
2x1 |
3x2 |
x3 |
x4 |
6, |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
0, |
||
|
x1 |
2x2 |
3x3 |
x4 |
4; |
|
2x1 |
3x2 |
2x3 |
3x4 |
3; |
|
x1 |
x2 |
3x3 |
4x4 |
|
3, |
|
|
5x1 |
3x2 |
5x3 |
6x4 |
4, |
|
|
3x1 |
4x2 |
14x3 |
9x4 |
|
1, |
|
|||||||
|
|
|
6x1 |
2x2 |
3x3 |
4x4 |
5, |
|||||||
в) |
x1 |
2x2 |
6x3 |
3x4 |
1, |
г) |
|
|||||||
|
|
3x1 |
x2 |
3x3 |
|
14x4 |
8; |
|||||||
|
2x1 |
x2 |
3x3 |
2x4 |
|
3; |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3x1 |
x2 |
2x3 |
6, |
|
7x1 |
5x2 |
2x3 |
4x4 |
8, |
|
|||
|
|
3x1 |
2x2 |
x3 |
2x4 |
|
3, |
|
||||||
|
2x1 |
3x2 |
x3 |
0, |
|
|
|
|||||||
д) |
е) |
|
2x1 |
|
x2 |
x3 |
2x4 |
|
1, |
|
||||
3x1 |
2x2 |
4x3 |
5, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
x1 |
x3 |
2x4 |
1, |
|
|||||||
|
4x1 |
3x2 |
7x3 |
8; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
x2 |
x3 |
2x4 |
3. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6.Исследовать совместность и найти общее решение в зависимости от значения параметра а:
43
|
5x1 |
3x2 |
2x3 |
4x4 |
3, |
|
(1 |
a)x1 |
x2 |
x3 |
1, |
|
|
4x1 |
2x2 |
3x3 |
7x4 |
1, |
|
||||||
а) |
б) |
x1 |
(1 a)x2 |
x3 |
1, |
|||||||
8x1 |
6x2 |
x3 |
5x4 |
9, |
||||||||
|
|
x1 |
x2 |
(1 |
a)x3 |
1. |
||||||
|
7x1 |
3x2 |
7x3 |
17x4 |
a |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7.Найти фундаментальную систему решений и общее решение следующих систем:
|
3x1 |
2x2 |
x3 |
0, |
x1 |
2x2 |
4x3 3x4 |
0, |
|||
|
3x1 |
|
5x2 |
6x3 |
4x4 |
0, |
|||||
а) 2x1 |
5x2 |
|
3x3 |
0, б) |
|
||||||
|
4x1 |
5x2 |
2x3 |
3x4 |
0, |
||||||
|
3x1 |
4x2 |
|
2x3 |
0; |
||||||
|
|
3x1 |
8x2 |
24x3 |
19x4 |
0; |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
x1 |
x2 |
|
3x3 |
0, |
|
x1 |
x2 |
3x3 |
4x4 |
0, |
в) |
x1 |
x2 |
x3 |
2x4 |
0, |
2x1 |
3x2 |
11x3 |
5x4 |
0, |
|
3x1 |
3x2 |
9x3 |
0, |
г) |
x1 |
x2 |
5x3 |
2x4 |
0, |
||
|
|
||||||||||
|
x1 2x2 |
5x3 x4 0; |
2x1 |
x2 |
3x3 |
2x4 |
0. |
||||
8.Найти значения параметра к, при которых система имеет нетривиальные решения и найти эти решения:
|
k 2 x 3x 2x 0, |
|
2x x 3x |
0, |
|
|
|
|||||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
a) |
kx1 |
x2 |
x3 |
0, |
б) 4x1 |
x2 |
7x3 |
0, |
|
|
|
|
|
8x1 |
x2 |
4x3 |
0; |
|
x1 |
kx2 |
2x3 |
0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответы |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
6 |
26 |
|
3 4 |
12 ; г) |
1 |
2 |
|
|
|
1. а) |
; б) |
0 |
1 ; в) |
; |
|||||||
|
|
2 |
3 |
|
1 |
4 |
|
14 |
3 2 |
3 |
4 |
|
44
6 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
д) 2 |
1 |
2 |
; е) 4 |
5 |
6 . |
3 |
3 |
3 |
7 |
8 |
9 |
2. |
a) x1 |
2, x2 |
3, x3 |
5; б) x1 |
|
1 x2 |
3 x3 |
2. |
|
|
3. |
а) x 1, x |
0, x 1; б) x |
5 |
3, |
x 0, x |
2 |
; |
|||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
|
2 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
в) x1 |
1, x2 |
1, x3 |
2, x4 |
|
2; |
|
|
|
|
|
г) x1 |
2, x2 |
0, x3 |
1, x4 |
|
1. |
|
|
|
|
4.а) совместна; б) несовместна; в)совместна.
5.а) (-1,-1,0,1) T ; б)несовместна;
в) |
( 2, 0,1, |
1)T ; г) (C ,3C 13, |
7,0)T ; |
|
|
|||
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
д) несовместна; е) (C |
1 |
2C 1,C |
1 |
2C |
3,C ,C )T . |
|||
|
|
|
2 |
2 |
1 |
2 |
||
6. а) |
если а |
0, то система несовместна, если а=0, то |
||||||
Х=
Х= (1
3 |
5 |
|
13 |
|
|
7 |
7 |
|
19 |
|
|
|
T |
C |
C |
, |
C |
C |
, C , C |
|
; |
||||||
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
|
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
1 |
2 |
|
б) |
если а=-3, то система |
несовместна; если а=0, то |
||||||||||||||||
C |
C ,C ,C )T ; если а(а+3) |
0, то Х= |
|
|
1 |
|
|
1, 1, 1 T . |
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
1 |
2 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7. а) система имеет только тривиальное решение; |
||||||||||||||||||
б) |
X |
c X |
1 |
c X |
2 |
, |
X |
1 |
|
(8, |
6,1, 0)T , |
X |
2 |
|
( |
7,5, 0,1)T ; |
||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
в) |
X |
c X |
1 |
c X |
2 |
, |
X |
1 |
(1, 2,1,0)T , |
X |
2 |
|
|
( |
|
1,1,0,1)T ; |
||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
г) система имеет только тривиальное решение. |
||||||||||||||||||
8. а) |
k 2, X c X |
, X |
1 |
1, 0, |
2 T ; |
|
|
|
||||||||||
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
4 |
|
T |
|
k |
|
4, X c X , |
X 1, |
, |
|
|
5 |
; |
|||||
|
2 |
1 |
1 |
1 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
1 |
|
|
|
T |
б) k |
1, X c X , X |
|
, |
|
3 |
, 1 . |
|||||||
|
|
1 |
1 |
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
45