《线性代数》克拉默法则
第4讲_克拉默法则
第4讲_克拉默法则克拉默法则,又称克拉默法则(Cramer's Rule),是线性代数中一种求解线性方程组的方法。
它是基于行列式的性质推导而来的,可以通过求解方程组的系数矩阵的行列式和一系列的余子式来求解方程组的解。
设线性方程组为:a1x+b1y+c1z=d1a2x+b2y+c2z=d2a3x+b3y+c3z=d3对应的系数矩阵为:A=,a1b1c1a2b2ca3b3c假设A的行列式,A,≠0,即A可逆。
克拉默法则的步骤如下:1.求出系数矩阵A的行列式,A。
2.将线性方程组中的常数项d替换成对应的常量向量i,并构成矩阵Ai,其中Ai的第i列替换为常量向量。
3.求出Ai的行列式,Ai。
4.解方程组的解向量为:x=,Ai,/,Ay=,Ai,/,Az=,Ai,/,A克拉默法则的优点是求解方便,特别适用于方程组的规模较小的情况。
然而,它的缺点是计算量较大,需要求系数矩阵和每个常量向量的行列式,不适用于大规模的方程组求解。
以下是一个数值例子来说明克拉默法则的应用:假设有方程组:2x+y-z=14x-6y=-2-2x+7y+2z=3我们可以转换为系数矩阵和常数向量的形式:A=,21-14-6-27d=,1-首先,计算系数矩阵A的行列式,A。
A,=2(-6)(2)+1(0)(-2)+(-1)(4)(7)=-12+0-28=-40然后,分别计算对应常量向量的行列式。
A1,=1(-6)(2)+1(0)(-2)+(-1)(-2)(7)=12+0+14=26A2,=2(0)(2)+1(4)(-2)+(-1)(-2)(7)=0-8+14=6A3,=2(-6)(-2)+1(4)(7)+(-1)(-2)(0)=24+28+0=52最后,根据克拉默法则的公式,我们可以得出解向量:x=,A1,/,A,=26/-40=-0.65y=,A2,/,A,=6/-40=-0.15z=,A3,/,A,=52/-40=-1.3因此,方程组的解为x=-0.65,y=-0.15,z=-1.3总结来说,克拉默法则是一种通过求解行列式的方法来求解线性方程组的解的方法。
线性代数PPT课件:第3节 克拉默法则
定理 1′如果线性方程组 (1) 无解或有无
穷个不同的解,则它的系数行列式必为零.
线性方程组
右端的常数项
b1,b2,… ,bn 不全为零时,线性方程组 (1) 叫做非齐次线性方
程组; 当
b1,b2,… ,bn
全为零时,线性方程组(1)叫做齐次线性方程组.
对于齐次线性方程组
a11x1 a12 x2 a1n xn 0 , a x a x a x 0 , 21 1 22 2 2n n an1 x1 an 2 x2 ann xn 0 ,
默法则求解.
但这并不影响克拉默法则在线性方程组理论中的
重要地位.克拉默法则不仅给出了方程组有唯一
解的条件,并且给出了方程组的解与方程组的系
数和常数项的关系.
1.3.2 方程组有解的条件
克拉默法则可叙述为下面的重要定理.
定理 1 如果线性方程组
的系数行列
式 D 0 ,则 (1)一定有解,且解是唯一的. 定理 1 的逆否定理为:
解 Cramer法则
例 2 设曲线
y = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 通过四点 (1, 3) , (2, 4) , (3, 3) , (4, -3),求系数
a0 , a1 , a2 , a3 .
例 3 (货物运输)队某物流公司有3辆汽车同
时运送一批货物,一天共运8800吨,如果第1辆汽 车运2天,第2辆汽车运3天,共运货物13200吨,如
(2)
x1 = x2 = … = xn = 0 一定是它的解,这个解叫做齐
次线性方程组 (2) 的零解.
如果一组不全为零的数是
的解,则它叫做齐
线性代数课件1-7克拉默法则
克拉默法则也可以用来判断线性方程 组的解的情况,通过计算系数行列式 和常数项的乘积,可以判断方程组是 否有唯一解、无解或无穷多解。
VS
如果系数行列式不为零,则方程组有 唯一解;如果系数行列式为零但常数 项的乘积不为零,则方程组无解;如 果系数行列式为零且常数项的乘积为 零,则方程组有无穷多解。
解决实际问题的应用
克拉默法则可以用来解线性方程组,通过将方程组转化为行列式形式,然后利用行列式的性质进行求 解。
具体步骤包括将方程组整理成标准形式,计算系数行列式和常数项的乘积,然后求解每个未知数的值。
需要注意的是,克拉默法则只适用于线性方程组有唯一解的情况,对于无解或无穷多解的情况不适用。
判断线性方程组的解的情况
克拉默法则可以作为迭代解法的一种基础算法, 用于计算迭代过程中的系数矩阵和常数矩阵。
3
求解步骤
在迭代解法中,需要设定合适的迭代初值,然后 通过迭代公式不断逼近方程的解,直到达到预设 的精度要求。
05
克拉默法则的注意事项与 限制
系数矩阵的行列式必须不为零
克拉默法则要求系数矩阵的行列式不为零,否则该法则无法应用。这是因为行列式为零意味着矩阵是奇异的,此时线性方程 组可能无解或有无穷多解,克拉默法则不再适用。
线性代数课件1-7克 拉默法则
目录
• 克拉默法则概述 • 克拉默法则的推导过程 • 克拉默法则的应用实例 • 克拉默法则的扩展与推广 • 克拉默法则的注意事项与限制
01
克拉默法则概述
克拉默法则的定义
克拉默法则定义
克拉默法则是指对于线性方程组,如果系数行列式不为0,则方 程组有唯一解,且其解可以通过系数行列式与常数列的转置矩 阵的行列式之商来求解。
克拉默法则给出了线性方程组解的表达式,该表达式基于 系数矩阵的行列式值和代数余子式。通过计算这些值,可 以得到线性方程组的解。
线性代数1-4 克拉默法则
第一章 行列式
克拉默法则仅适用于解方程的个数与未知量的个 数相等,且系数行列式不为零的线性方程组.
它的优点在于给出了方程组的解与方程组的系数及 常数项之间的关系式,因此具有重要的理论价值.
二、齐次线性方程组及其有关解的定理
第一章 行列式
a11 x1 a12 x2 +
n元线性方程组 a21 x1 a22 x2 +
2 1 5 8 1 3 0 9 D4 0 2 1 5 1 4 7 0
27,
x2
D2 D
108 27
4,
x4
D4 D
27 27
1.
例3 问 取何值时,齐次方程组
1
2
x1
x1 3
2x2 4x3
x2 x3
0, 0,
(1.12)
称为齐次线性方程组。
a11x1 a12 x2 a1n xn 0 a21x1a22x2 a2nxn0 an1x1 an2 x2 ann xn 0
第一章 行列式
(1.12)
显然齐次线性方程组一定有解 x1 x2 xn 0,
1 4 7 6
8 1 5 1
2 8 5 1
9 3 0 6 D1 5 2 1 2
1 9 0 6 D2 0 5 1 2
0 4 7 6
1 0 7 6
21 8 1 1 3 9 6 D3 0 2 5 2 14 0 6
2 1 5 8 1 3 0 9 D4 0 2 1 5 1 4 7 0
这个解叫做齐次线性方程组(1.12)的零解。
推论 如果齐次线性方程组的系数行列式 D 0, 则齐次线 性方程组只有零解。
线性代数(克拉默法则线性方程组例题
线性代数(五)克拉默法则1.法则:的系数行列式不等于零,即,那么该方程组有唯一解。
是用非齐次项代替中第列元素后所得的行列式。
注意克拉默法则只适用于方程个数与未知量个数相等的情形。
定理4 如果线性方程组的系数行列式,则它一定有解,且解是唯一的。
逆否定理如果线性方程组无解或有多个不同的解,则它的系数行列式必为零。
(三)线性方程组—线性方程组的解如果有解,则称其为相容的,否则称为不相容的。
定理2 元齐次线性方程组(1)有唯一解,零解;(2)有非零解。
定理3(1)无解的充分必要条件是;(2)有唯一解的充分必要条件是;(3)有无穷多解的充分必要条件是基础解系齐次线性方程组为任意常数),称通解式构成该齐次线性方程组的基础解系。
线性方程组的解法齐次线性方程组:将系数矩阵化成行阶梯形矩阵,判断是否有非零解.。
若有非零解,化成行最简形矩阵,写出其解;齐次线性方程组的基础解系含有的向量个数为,齐次线性方程组的通解可以表示成基础解系的“线性组合”。
非齐次线性方程组:将增广矩阵化成行阶梯形矩阵,判断其是否有解。
若有解,化成行最简形矩阵,写出其解;在求解过程中,一般取行最简形矩阵中非零行的第一个非零元对应的未知量为非自由基。
(为任意常数),不带参数部分是非齐次方程组的一个解;带参数部分的两个向量构成对应齐次方程的基础解系。
(三)线性方程组解的结构1. 解齐次线性方程组:{x 1+2x 2+x 3−x 4=03x 1+6x 2−x 3−3x 4=05x 1+10x 2+x 3−5x 4=01.解:A=(12136−15101 −1−3−5)r 2+(−3)r 1;r 3+(−5)r 1→ (12100−400−4 −100)r 3+(−1)r 2;r 2÷(−4)→ (121001000 −100)r 1+(−1)r 2→ (120001000 −100) R(A)=2,基础解系中含有4-2=2个解向量,同解方程组为{x 1=−2x 2+x 4x 3=0令x 2=1,x 4=0,则x 1=−2所以ξ1=(−2100),令x 2=0,x 4=1,则x 1=1所以ξ2=(1001),所以方程的基础解系:(x 1x 2x 3x 4)=c 1(−2100)+c 2(1001)2. 解非齐次线性方程组:{x 1+x 2−3x 3−x 4=13x 1−x 2−3x 3+4x 4=4x 1+5x 2−9x 3−8x 4=02.解:对增广矩阵B 进行初等变换B=(11−33−1−315−9 −1144−80)r 2+(−3)r 1;r 3+(−1)r 1→ (11−30−4604−6 −1171−7−1)r 3+(−1)r 2;r 2÷(−4)→(11−301−32000 −11−74−1400)r 1+(−1)r 2→ (10−3201−32000 3454−74−1400) R(A)=R(A, b)=2,方程组有解,同解方程组为 {x 1=32x 3−34x 4+54x 2=32x 3+74x 4−14x 3=x 3x 4=x 4它的一个特解为η∗=( 54−1400),(解释一下基础解系如何求解?求基础解系只需把原本的非齐次线性方程组看成齐次线性方程组,即{x 1+x 2−3x 3−x 4=03x 1−x 2−3x 3+4x 4=0x 1+5x 2−9x 3−8x 4=0){x 1=32x 3−34x 4x 2=32x 3+74x 4x 3=x 3x 4=x 4基础解系为ξ1=( 323210) ,ξ2=( −347401)所以通解:(x 1x 2x 3x 4)=c 1( 323210) +c 2( −347401) +( 54−1400)。
线性代数1.5-克拉默法则
ai 1 a11 ai 1 an1
ai 2 a12 ai 2 an 2
ain bi a1n b1 0, ain bi ann bn
ai 1 a11 ai 1 an1
ai 2 a12 ai 2 an 2
本次课[3]的教学要求
1、理解克拉默法则,会使用克拉默法则求解 线性方程组。
2、通过练习巩固行列式的性质和运算。
第五节 克拉默法则
方形非齐次线性方组与方形齐次线性方程组的概念
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 设线性方程组 an1 x1 an 2 x2 ann xn bn
若常数项b1 , b2 ,, bn不全为零, 则称此方程组为方形
非齐次线性方程组; 若常数项 b1 , b2 ,, bn 全为零, 此时称方程组为方形齐次线性方程组.
一、克拉默(Cramer)法则 如果方形线性方程组
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 an1 x1 an 2 x2 ann xn bn
于是
由代数余子式的性质可知, 上式中x j的系数等于D ,
Dx j D j j 1,2,, n.
D1 D2 D3 Dn x1 , x2 , x3 , , x n , D D D D
3
当 D 0 时, 方程组3 有唯一的一个解
Dj D1 Dn 另外,可以证明 ai 1 aij ain bi D D D Dj D1 Dn x1 , , x j , , x n D D D
【线性代数】 克拉默法则
2x y z 0 例1 用克拉默则解方程组 3 x 2 y 5 z 1 . x 3 y 2z 4
解
2 1 D 3 1 2 3
0 1 c1 2c3 0 13 3 5 5 c2 c3 5 1 2 2 0
0 1 D1 1 4 D3 3 1 2 3 2 3
5 13 , D2 3 1 5 47 , 1 4 2 2 1 21 , 4
D2 47 y , D 28
D3 3 z . D 4
1
2 0
1
2 1 0
D1 13 x , D 28
若常数项b1 , b2 ,, bn不全为零,
则称此方程组为: 非齐次线性方程组;
若常数项 b1 , b2 ,, bn 全为零,
此时称方程组为:齐次线性方程组.
一、非齐次与齐次线性方程组的概念
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 设线性方程组 an1 x1 an 2 x2 ann xn bn
例3 问 取何值时,齐次方程组
1 x1 2 x2 4 x3 0, 2 x1 3 x2 x3 0, x x 1 x 0, 1 2 3
有非零解? 分析:有非零解,说明除了零解还有别 的解,说明解不唯一,所以D =0
第一章
目
录
01
02
线性方程组
克拉默法则
一、非齐次与齐次线性方程组的概念
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 设线性方程组 an1 x1 an 2 x2 ann xn bn
克拉美罗下界公式
克拉美罗下界公式克拉默法则(Cramer's Rule),又称克拉默下界公式(Cramer's Lower Bound),是线性代数中的一种求解线性方程组的方法。
它是由瑞士数学家克拉默于18世纪初提出的,是一种基于行列式的求解方法。
在线性代数中,线性方程组是由一组线性方程构成的方程组。
求解线性方程组的目的是找到使得所有方程都成立的未知数的值。
通常,线性方程组的个数与未知数的个数相等,这样才能唯一确定一个解。
然而,有时候线性方程组的个数大于未知数的个数,这导致了方程组无解或者有无穷多个解的情况。
克拉默下界公式是一种用于判断线性方程组是否有解的方法。
给定一个线性方程组,如果其系数矩阵的行列式不为零,那么方程组有唯一解;如果系数矩阵的行列式为零,那么方程组可能有无穷多个解,也可能无解。
具体地说,对于一个n元线性方程组,可以将其表示为如下形式:a11x1 + a12x2 + ... + a1nxn = b1a21x1 + a22x2 + ... + a2nxn = b2...an1x1 + an2x2 + ... + annxn = bn其中aij表示系数矩阵的第i行第j列的元素,bi表示常数向量的第i个分量,xi表示未知数向量的第i个分量。
根据克拉默下界公式,如果系数矩阵的行列式不为零,即|A| ≠ 0,其中A表示系数矩阵,那么方程组有唯一解。
此时,可以通过计算系数矩阵的伴随矩阵与常数向量的乘积,再除以系数矩阵的行列式,得到每个未知数的值。
然而,克拉默下界公式的计算复杂度较高,尤其是当线性方程组的规模较大时,计算量会呈指数级增长。
因此,在实际应用中,往往使用其他的求解方法,如高斯消元法、LU分解等,来更高效地解决线性方程组的问题。
总结起来,克拉默下界公式是一种用于判断线性方程组是否有唯一解的方法。
通过计算系数矩阵的行列式是否为零,可以确定方程组的解的情况。
然而,在实际应用中,由于计算复杂度较高,往往使用其他的求解方法来更高效地解决线性方程组的问题。
克拉默法则解析
克拉默法则解析克拉默法则,又称克莱姆法则,是线性代数中的一项重要定理,可用于解决线性方程组的求解问题。
在本篇文章中,我们将对克拉默法则进行详细解析,了解其原理和应用。
克拉默法则的基本原理是:对于一个n元线性方程组,如果其系数矩阵的行列式不等于零,那么该方程组存在唯一解,并且可以通过克拉默法则来求解。
具体而言,设线性方程组为:a11*x1 + a12*x2 + … + a1n*xn = b1a21*x1 + a22*x2 + … + a2n*xn = b2…an1*x1 + an2*x2 + … + ann*xn = bn其中,aij为系数矩阵中的元素,bi为常数列中的元素。
如果系数矩阵的行列式不等于零,即|A| ≠ 0,其中A为系数矩阵,那么可以通过克拉默法则求解该线性方程组。
具体而言,为了求解第i个未知数xi,可以按照以下步骤进行:1. 将系数矩阵中第i列的元素替换为常数列中的元素,得到一个新的矩阵Ai;2. 计算新矩阵Ai的行列式,记为|Ai|;3. 则第i个未知数xi的解为xi = |Ai| / |A|。
通过以上步骤,可以依次求解出线性方程组的所有未知数,从而得到方程组的解。
克拉默法则的优点在于其几何直观性,对于小规模的线性方程组来说,可以方便地使用该方法求解。
然而,克拉默法则也存在一些缺点,主要体现在计算复杂度上。
由于需要多次计算行列式,对于规模较大的方程组,克拉默法则的计算量会变得非常庞大,导致效率较低。
此外,克拉默法则对于存在系数矩阵中某一列元素全为零的情况也无法处理,因为此时系数矩阵的行列式为零,无法使用克拉默法则求解。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法来解决线性方程组问题。
总的来说,克拉默法则是一种重要的线性代数工具,可以用于求解小规模线性方程组的解,对于教学和理论研究具有一定的意义。
然而,在实际应用中,需要结合具体情况综合考虑,选择合适的算法来解决线性方程组求解问题。
《线性代数》克拉默法则
《线性代数》克拉默法则克拉默法则是线性代数中的一种重要方法,它可以用于解决线性方程组的问题。
克拉默法则基于行列式的概念,通过计算各个未知数对应的行列式值来求解方程组。
本文将详细介绍克拉默法则的概念、原理和应用,以及该方法的优缺点。
克拉默法则是由法国数学家克拉默于18世纪创立的,它通过计算系数矩阵的各个子行列式对应的行列式值来求解线性方程组。
设线性方程组为:a11x1 + a12x2 + ... + a1nxn = b1a21x1 + a22x2 + ... + a2nxn = b2......an1x1 + an2x2 + ... + annxn = bn其中a11, a12, ..., ann为系数矩阵,b1, b2, ..., bn为常数向量,x1, x2, ..., xn为未知数向量。
则克拉默法则的求解步骤如下:1.计算系数矩阵的行列式值D:D=,a11a12 (1)a21a22...a2........an1 an2 ... an2.计算常数向量和第i列系数矩阵替换的行列式值Di:将第i列系数替换为常数向量,得到新的矩阵Ai,然后计算行列式值Di=,a'11a'12...a'1na'21a'22...a'2........a'n1 a'n2 ... a'n3. 计算未知数xi的值:未知数xi的值等于Di除以D的商,即xi= Di / D。
4.重复步骤2和步骤3,求解所有的未知数。
克拉默法则的优点是简单易懂,可以直接通过计算行列式的值来求解未知数的值,不需要进行矩阵的运算。
同时,克拉默法则适用于各种大小的方程组,不论是2x2的方程组还是nxn的方程组都可以使用该方法求解。
此外,克拉默法则也可以用于求解非线性方程组,只需要将非线性方程线性化后,再使用克拉默法则求解即可。
然而,克拉默法则也存在一些缺点。
首先,克拉默法则在实际应用中计算量较大,特别是当方程组的规模较大时,求解时间会显著增加。
《线性代数》教学课件—第1章 行列式 第七节 克拉默法则
克拉默法则 如果线性方程组
a11x1 a12 x2 a1n xn b1 ,
a21
x1
a22 x2 a2n xn
b2
,
(1)
an1x1 an2 x2 ann xn bn
的系数行列式不等于零,即
a11 a12
D
a21
a22
an1 an2
那么,方程组(1)有唯一解
第七节 克拉默法则
主要内容
克拉默法则 线性方程组有解的条件 举例
在本章的第一节,我们在引进了二阶、三阶行 列式以后,得到了二元、三元线性方程组的很好 记忆的求解公式. 定义了 n 阶行列式以后, 对于 含有 n 个未知数 n 个方程的线性方程组, 也有 类似的求解公式——克拉默法则.
一、克拉默法则
例 15 设曲线
y = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 通过四点 (1, 3) , (2, 4) , (3, 3) , (4, -3),求系数
a0 , a1 , a2 , a3 .
解 把四个点的坐标代入曲线方程,得线性
方程组
a0 a1 a2 a3 3,
aa00
2a1 3a1
1
式D
an2 x2
0
,
则 (1)一定有解,
annxn bn .
且解是唯一的.
定理 1 的逆否命题为
定理 1′如果线性方程组 (1) 无解或有无
穷个不同的解,则它的系数行列式必为零.
1n n 1
a2n xn b2 ,
线性方程组(1) 右端的常数项
b1 , b2 , ···,
an不nx全n为零b时n .,线性方程组 (1)
2x (6 ) y 0,
《线性代数》2-4克拉默法则
a1n xn b1 a2n xn b2
ann xn bn
常数项全为零的线性方程组称为齐次线性方程组,否则 称为非齐次线性方程组.
齐次线性方程组总是有解的, 因为 (0,0,…, 0) 就是一个解, 称为零解。因此,齐次线性方程组一定有零解,但不一定有 非零解.
我们关心的问题是,齐次线性方程组除零解以外是否存 在着非零解.
D 0 2 1 2 1 4 7 6
r1 2r2 r4 r2
0 7 5 13 1 3 0 6 0 2 1 2 0 7 7 12
7 5 13 2 1 2 c1 2c2
7 7 12 c3 2c2
3 5 3 0 1 0 27 0
7 7 2
a11
a1, j1 b1 a1, j1
a1n
Dj
an1
an, j1 bn an, j1
ann
定理中包含着三个结论: •方程组有解;(解的存在性) •解是唯一的;(解的唯一性) •解可以由公式(2)给出.
这三个结论是有联系的. 应该注意,该定理所讨论的只是系 数行列式不为零的方程组,至于系数行列式等于零的情形, 将在第三章的一般情形中一并讨论.
定理4′ 如果线性方程组无解或有两个不同的解,则它的 系数行列式必为零.
例 解线性方程组
2x1 x2 5x3 x4 8,
x1 3x2 2x2
6x4 9, x3 2x4 5,
x1 4x2 7 x3 6x4 0.
解 2 1 5 1 1 3 0 6
D1 D
x2
a11b2 a11a22
b1a21 a12a21
D2 D
cramer法则
克莱姆法则,又译克拉默法则(Cramer's Rule)是线性代数中一个关于求解线性方程组的定理。
1、当方程组的系数行列式不等于零时,则方程组有解,且具有唯一的解;
2、如果方程组无解或者有两个不同的解,那么方程组的系数行列式必定等于零
3、克莱姆法则不仅仅适用于实数域,它在任何域上面都可以成立。
对于多于两个或三个方程的系统,克莱姆的规则在计算上非常低效;与具有多项式时间复杂度的消除方法相比,其渐近的复杂度为O(n·n!)。
即使对于2×2系统,克拉默的规则在数值上也是不稳定的。
它适用于变量和方程数目相等的线性方程组,是瑞士数学家克莱姆(1704-1752)于1750年,在他的《线性代数分析导言》中发表的。
其实莱布尼兹〔1693〕,以及马克劳林〔1748〕亦知道这个法则,但他们的记法不如克莱姆。
线性代数-克拉默法则
克拉默法则先复习在前面得出以下结论:{a11x1+a12x2=b1a21x1+a22x2=b2当系数行列式D=|a11a12a21a22|≠0方程组有解:x1=|b1a12b2a22||a11a12a21a22|=D1Dx2=|a11b1a21b2||a11a12a21a22|=D2D那么:{a11x1+a12x2+a13x3=b1a21x1+a22x2+a23x3=b2 a31x1+a32x2+a33x3=b3当系数行列式D=|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|≠0,方程组有解:x1=|b1a12a13b2a22a23b3a32a33||a11a12a13a21a22a23a31a32a33|x2=|a11b1a13a21b2a23a31b3a33||a11a12a13a21a22a23a31a32a33|x3=|a11a12b1a21a22b2a31a32b3||a11a12a13a21a22a23a31a32a33|本节要将以上结论推广到含有n个未知数的线性方程组。
设有n个未知数工x1,x2,⋯x n,的n个线性方程的方程组:{a11x1+a12x2+⋯+a1n x n=b1a21x1+a22x2+⋯+a2n x n=b2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯a n1x1+a n2x2+⋯+a nn x n=b n可表示为:Ax=b其中系数为A,未知数为x,常量为b。
克拉默法则(Cramer’s Rule)如果线性方程组Ax=b的系数行列式不等于零:{a11x1+a12x2+⋯+a1n x n=b1a21x1+a22x2+⋯+a2n x n=b2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯a n1x1+a n2x2+⋯+a nn x n=b n,|A|=|a11a12a21a22⋯a1n⋯a2n⋯⋯a n1a n2⋯⋯⋯a nn|≠0则线性方程组Ax=b有唯一解:x1=|A1||A|,x2=|A2||A|,⋯,x n=|A n||A|其中A j是把A中的第j列的元素用方程组右端的常数项代替后得到的矩阵:|A j|=|a11⋯a1,j−1b1a21⋯a n1⋯⋯⋯a2,j−1⋯a2,j+1b2⋯b na1,j+1⋯a1na2,j+1⋯an,j+1⋯⋯⋯a2n⋯a nn|(j=1,2,⋯,n)注意:|A j |=|a 11⋯a 1j−1b 1a21⋯a n1⋯⋯⋯a 2j−1⋯a 2j+1b 2⋯b na 1j+1⋯a 1n a 2j+1⋯a nj+1⋯⋯⋯a 2n ⋯a nn| |A |=|a 11a 12a21a 22⋯a 1n ⋯a 2n⋯⋯a n1a n2⋯⋯⋯a nn|按第j 列展开 =b 1A j +b 2A 2j +⋯+b n A nj其中A ij 是|A |的第j 列元素的代数余子式。
克拉默法则非齐次等于0
克拉默法则非齐次等于0
(最新版)
目录
一、克拉默法则简介
二、克拉默法则的非齐次等于 0
三、克拉默法则的应用
四、总结
正文
一、克拉默法则简介
克拉默法则(Cramer"s Rule)是线性代数中一种用于求解线性方程组的方法,特别是在高斯消元法无法求解时,克拉默法则可以有效地求解非齐次线性方程组。
克拉默法则的表述为:若线性方程组 Ax=B 的系数行列式|A|=0,且增广矩阵 [A|B] 的行列式|A|B|=0,则方程组无解;若|A|B|≠0,则方程组有唯一解。
二、克拉默法则的非齐次等于 0
在克拉默法则中,当方程组 Ax=B 的系数行列式|A|=0 时,方程组无解。
这是因为当|A|=0 时,方程组 Ax=B 中的系数矩阵 A 不满足线性无关,也就是说,方程组中的方程不是线性独立的,因此无法求解。
三、克拉默法则的应用
克拉默法则在求解非齐次线性方程组时具有广泛的应用。
例如,在求解实际问题时,我们经常会遇到非齐次的线性方程组,此时克拉默法则可以给出方程组是否有解以及解的情况。
此外,克拉默法则还可以用于求解线性方程组的参数问题,即在已知方程组的解为参数形式时,可以利用克拉默法则求解参数。
四、总结
克拉默法则是一种求解非齐次线性方程组的有效方法,特别是在高斯消元法无法求解时,克拉默法则可以给出方程组的解的情况。
线性代数克拉默法则
线性代数克拉默法则线性代数是数学中的一个重要分支,它研究了向量空间和线性映射的性质。
克拉默法则是线性代数中的一个重要定理,它可以用来求解线性方程组的解。
本文将介绍克拉默法则的基本概念,以及如何应用克拉默法则来求解线性方程组。
首先,让我们来回顾一下线性方程组的基本概念。
一个线性方程组可以写成如下形式:a11x1 + a12x2 + ... + a1nxn = b1。
a21x1 + a22x2 + ... + a2nxn = b2。
...am1x1 + am2x2 + ... + amnxn = bm。
其中,aij和bi(i=1,2,...,m;j=1,2,...,n)是已知的常数,x1,x2,...,xn是未知数。
线性方程组的解就是一组满足所有方程的未知数的取值。
现在,让我们来介绍克拉默法则。
假设有一个n元线性方程组,它的系数矩阵为A,常数矩阵为B。
如果系数矩阵A的行列式不为0,那么这个线性方程组有唯一解,可以用克拉默法则来求解。
克拉默法则的表达式如下:xi = det(Ai) / det(A)。
其中,xi是线性方程组的解中第i个未知数的值,det(Ai)是将系数矩阵A的第i列替换为常数矩阵B后的矩阵A的行列式,det(A)是系数矩阵A的行列式。
接下来,让我们通过一个例子来说明如何应用克拉默法则来求解线性方程组。
考虑如下的线性方程组:2x + y = 5。
x 3y = -2。
首先,我们可以写出系数矩阵A和常数矩阵B:A = | 2 1 |。
| 1 -3 |。
B = | 5 |。
| -2|。
然后,我们计算系数矩阵A的行列式det(A):det(A) = 2(-3) 11 = -6 1 = -7。
接下来,我们分别计算将系数矩阵A的第一列和第二列替换为常数矩阵B后的行列式det(A1)和det(A2):det(A1) = | 5 1 | = 5(-3) 1(-2) = -15 + 2 = -13。
| -2 -3 |。
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2 7 27,
1 13
0 0 7 37
0 0 1 13
0 0 3 12
0 0 0 27
故方程组有唯一解.
进一步计算(计算过程,略),有
8 1 5 1
9 3 0 6
D1 5
2
1
81 , 2
0 4 7 6
2 8 5 1
1 9 0 6
D2 0 5 1
108 , 2
1 0 7 6
21 8 1
1 3 9 6
an1x1+an2x2+…+annxn = bn
当D 0时有唯一解:
xi
=
Di D
(i = 1, …, n),
a11 a12 … a1n
b1 a12 … a1n
其中D =
a21 …
a22 …
… …
a2n …
, D1 =
b2 a22 … a2n …………
,
an1 an2 … ann
bn an2 … ann
当D 0时有唯一解:
xi
=
Di D
(i = 1, …, n),
a11 a12 … a1n
a11 … a1,n1 b1
其中D =
a21 …
a22 …
… …
a2n …
, … Dn =
a21 … a2,n1 b2 …………
.
an1 an2 … ann
an1 … an,n1 bn
例1. 解线性方程组
2x1 x2 5x3 x4 8
x1 3x2 6x4 9 2x2 x3 2x4 5
.
x1 4x2 7x3 6x4 0
解: 方程组的系数行列式
2 1 5 1
1 3 0 6
1 3 0 6
1 3 0 6
r2 2r1
1 3 0 6 r1r2 2
D
0 2 1 2
0
1 2
5 1
1 2
0 r4 r1
0
7 2
5 13 r2 3r3 0
其中D =
a21 …
a22 …
… …
a2n …
, D2 =
a21 …
b2 … a2n ………
,
an1 an2 … ann
an1 bn … ann
定理6. (克拉默法则) 线性方程组
a11x1+a12x2+…+a1nxn = b1 a21x1+a22x2+… a2nxn = b2 …………………
an1x1+an2x2+…+annxn = bn
5
解:因为 D 2 2
2
6
0
2 0
4
(5 )(2 )(8 )
所以,当D≠0,即 λ≠5,λ≠ 2 且 λ≠ 8 时,方程组只有零解.
定理3 含有n个未知量n个方程的线性方程组
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1
a21 x1 a22 x2 a2n xn b2
第3节 克拉默法则
一. 克拉默(Cramer)法则
G. Cramer[瑞士]
(1704.7.31~1752.1.4)
C. Maclaurin[英]
(1698.2.?~1746.6.14)
定理6. (克拉默法则) 线性方程组
a11x1+a12x2+…+a1nxn = b1 a21x1+a22x2+… a2nxn = b2 …………………
定理6. (克拉默法则) 线性方程组
a11x1+a12x2+…+a1nxn = b1 a21x1+a22x2+… a2nxn = b2 …………………
an1x1+an2x2+…+annxn = bn
当D 0时有唯一解:
xi
=
Di D
(i = 1, …, n),
a11 a12 … a1n
a11 b1 … a1n
an1 x1 an2 x2 ann xn bn
如果无解或非唯一解, 则系数行列式D=0.
例3. 解线性方程组
x1 x2 x3 0
x1
x2
x3
0
x1 x2
1
显然,此方程组无解.
其系数行列式为
1 D 1
1
11 1 1 10
0.
作业:24页 13(2) 14
题目:求解行列式的方法(最好概括特殊行列式求解)
D3 0
2
5
27 , 2
14 0 6
2 1 5 8
1 3 0 9
D4 0
2
27 , 1 5
1 4 7 0
故方程组的解为
x1 3, x2 4, x3 1, x4 1.
定理2 含有n个未知量n个方程的线性方程组
a11x1 a12 x2 a1n xn 0
a21x1 a22 x2 a2n xn 0
an1x1 an2 x2 ann xn 0
a11
当其系数行列式
D
a21
an1
a12 a22
an2 a1n来自a2n 0时,
ann
方程组只有零解, 而没有非零解.
例2. λ取何值时,下列方程组只有零解?
(5 )x 2 y
2z 0
2x (6 ) y
0
2x
(4 )z 0
1 2
0
1 2
2 1
7 2
1 4 7 6
1 4 7 6
0 7 7 12
0 7 7 12
1 3 0 6
1 3 0 6
1 3 0 6
1 3 0 6
r3 2r2
0 r4 7r2 0
1 0
2 7 0 r4 2r3
3 12
0
1 0
2 0 7 r3 r4
3
12
0
1 0
2 7 0 r4 3r3
1 13 0
1 0