Question

Решите систему уравнений
А) по формулам Крамера
Б) методом Гаусса

Answer 1

1 , –1 , 2 .

Пошаговое объяснение:

А) по формулам Крамера:

$\left|\begin{array}{ccc}1&2&3\\2&-1&-1\\1&3&4\end{array}\right|=1*\left|\begin{array}{cc}-1&-1\\3&4\end{array}\right|-2*\left|\begin{array}{cc}2&-1\\1&4\end{array}\right|+3*\left|\begin{array}{cc}2&-1\\1&3\end{array}\right|=$

$=1*(-1*4-(-1)*3)-2*(2*4-(-1)*1)+3*(2*3-(-1)*1)=$

$=(-4-(-3))-2*(8-(-1))+3*(6-(-1))=-4+3-2*(8+1)+3*(6+1)=$

$=-1-2*9+3*7=-1-18+21=-19+21=2;$

Определитель не равен нулю ⇒ матрица совместна.

Теперь поочерёдно вместо 1-го, 2-го и 3-го столбцов будем подставлять столбец свободных членов:

$\left|\begin{array}{ccc}5&2&3\\1&-1&-1\\6&3&4\end{array}\right|=5*\left|\begin{array}{cc}-1&-1\\3&4\end{array}\right|-2*\left|\begin{array}{cc}1&-1\\6&4\end{array}\right|+3*\left|\begin{array}{cc}1&-1\\6&3\end{array}\right|=$

$=5*(-1*4-(-1)*3)-2*(1*4-(-1)*6)+3*(1*3-(-1)*6)=$

$=5*(-4-(-3))-2*(4-(-6))+3*(3-(-6))=5*(-4+3)-2*(4+6)+$

$+3*(3+6)=5*(-1)-2*10+3*9=-5-20+27=-25+27=2;$

$\left|\begin{array}{ccc}1&5&3\\2&1&-1\\1&6&4\end{array}\right|=1*\left|\begin{array}{cc}1&-1\\6&4\end{array}\right|-5*\left|\begin{array}{cc}2&-1\\1&4\end{array}\right|+3*\left|\begin{array}{cc}2&1\\1&6\end{array}\right|=$

$=1*(1*4-(-1)*6)-5*(2*4-(-1)*1)+3*(2*6-1*1)=$

$=(4-(-6))-5*(8-(-1))+3*(12-1)=4+6-5*(8+1)+3*11=$

$=10-5*9+33=10+33-45=43-45=-2;$

$\left|\begin{array}{ccc}1&2&5\\2&-1&1\\1&3&6\end{array}\right|=1*\left|\begin{array}{cc}-1&1\\3&6\end{array}\right|-2*\left|\begin{array}{cc}2&1\\1&6\end{array}\right|+5*\left|\begin{array}{cc}2&-1\\1&3\end{array}\right|=$

$=1*(-1*6-1*3)-2*(2*6-1*1)+5*(2*3-(-1)*1)=$

$=(-6-3)-2*(12-1)+5*(6-(-1))=-9-2*11+5*(6+1)=$

$=-9-22+5*7=-31+35=4;$

Для того, чтобы найти x, y и z, разделим значения полученных определителей на значение исходного определителя соответственно:

$x=\frac{2}{2}=1, y=\frac{-2}{2}=-1, z=\frac{4}{2}=2;$

$x=1, y=-1, z=2;$

Б) методом Гаусса:

Запишем матрицу, элементами которой являются коэффициенты при переменных. За чертой расположим свободные члены:

$\left(\begin{array}{ccc}1&2&3 | 5\\2&-1&-1 | 1\\1&3&4 | 6\end{array}\right);$

Умножая все элементы первой строки на –2 и складывая почленно с элементами второй строки, получим:

$\left(\begin{array}{ccc}1&2&3 | 5\\1*(-2)+2&2*(-2)-1&3*(-2)-1 | 5*(-2)+1\\1&3&4 | 6\end{array}\right)=$

$=\left(\begin{array}{ccc}1&2&3 | 5\\0&-5&-7 | -9\\1&3&4 | 6\end{array}\right);$

Умножая все элементы первой строки на –1 и складывая почленно с элементами третьей строки, получим:

$\left(\begin{array}{ccc}1&2&3 | 5\\0&-5&-7 | -9\\1*(-1)+1&2*(-1)+3&3*(-1)+4 | 5*(-1)+6\end{array}\right)=$

$=\left(\begin{array}{ccc}1&2&3 | 5\\0&-5&-7 | -9\\0&1&1 | 1\end{array}\right);$

Умножая все элементы второй строки на 0,2 и складывая почленно с элементами третьей строки, получим:

$\left(\begin{array}{ccc}1&2&3 | 5\\0&-5&-7 | -9\\0*0,2+0&-5*0,2+1&-7*0,2+1 | -9*0,2+1\end{array}\right)=$

$=\left(\begin{array}{ccc}1&2&3 | 5\\0&-5&-7 | -9\\0&0&-0,4 | -0,8\end{array}\right);$

$-0,4z=-0,8;$

$z=2;$

Запишем систему уравнений с новыми данными:

$\left \{ {{x+2y+3*2=5}; \atop {-5y-7*2=-9};} \right.$

$\left \{ {{x+2y+6=5}; \atop {-5y-14=-9};} \right.$

$\left \{ {{x+2y=5-6}; \atop {-5y=-9+14};} \right.$

$\left \{ {{x+2y=-1}; \atop {-5y=5};} \right.$

$\left \{ {{x+2y=-1}; \atop {y=-1};} \right.$

$\left \{ {{x+2*(-1)=-1}; \atop {y=-1};} \right.$

$\left \{ {{x-2=-1}; \atop {y=-1};} \right.$

$\left \{ {{x=-1+2}; \atop {y=-1};} \right.$

$\left \{ {{x=1}; \atop {y=-1};} \right.$

$x=1, y=-1, z=2;$