克拉默法则

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第4讲_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。

克拉默法则原理范文

克拉默法则原理范文

克拉默法则原理范文克拉默法则是高等数学中一种计算线性方程组解的方法,由法国数学家克拉默于18世纪末提出。

克拉默法则的原理基于行列式的性质,通过计算各个未知数所对应的行列式的值,从而得到线性方程组的解。

下面将详细介绍克拉默法则的原理。

假设有一个包含n个线性方程和n个未知数的线性方程组:a₁₁x₁+a₁₂x₂+...+a₁ₙxₙ=b₁a₂₁x₁+a₂₂x₂+...+a₂ₙxₙ=b₂...aₙ₁x₁+aₙ₂x₂+...+aₙₙxₙ=bₙ其中aₙₙ是方程组中的系数,xₙ是未知数,bₙ是常数项。

根据克拉默法则,可以计算出方程组解的过程如下:首先,我们需要计算出方程组的系数行列式,记作D,即:D=,a₁₁a₁₂...a₁ₙa₂₁a₂₂...a₂..aₙ₁aₙ₂...aₙ然后,我们依次计算出将方程组中的第k个系数列替换为常数项列所得到的行列式,记作Dₙ,即:Dₙ=,a₁₁a₁₂...b₁...a₁ₙa₂₁a₂₂...b₂...a₂..aₙ₁aₙ₂...bₙ...aₙ最后,方程组的解可以表示为:xₙ=Dₙ/D,其中k=1,2,...,n1.行列式的乘法性质:如果把一个行列式的其中一列乘以同一个数k,得到的结果行列式等于原行列式乘以k。

2.行列式的加法性质:如果把一个行列式的其中一列的各个数分别乘以一些数,得到的结果行列式等于原行列式的各列与这些数的乘积的和。

3.行列式的行互换性质:如果行列式的两行交换位置,行列式变号。

4.行列式的零行性质:如果行列式的其中一行全为0,则行列式等于0。

由于行列式的计算比较繁琐,所以克拉默法则一般在求解小规模的线性方程组时使用,而不适用于大规模线性方程组的求解。

此外,如果方程组的系数行列式D等于0,则克拉默法则无法得到解。

克拉默法则的优点是简单易懂,计算方法也相对直观。

但它的缺点也是很明显的,由于每次求解时都需要计算n+1个行列式,所以当n较大时,计算量很大,效率低下。

因此,在实际应用中,一般使用其他更高效的方法来求解线性方程组,如高斯消元法、LU分解法等。

克拉默(Cramer)法则

克拉默(Cramer)法则

§7 克拉默(Cramer)法则现在应用行列式解决线性方程组的问题.在这里只考虑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⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++nn nn n n n n n n b x a x a x a b x a x a x a b x a x a x a 22112222212*********,, (1) 的系数矩阵⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=nn n n n n a a a a a a a a a A 212222111211(2) 的行列式0||≠=A d那么线性方程组(1)有解,并且解是唯一的,解可以通过系数表为dd x d dx d d x n n ===,,,2211 , (3) 其中j d 是把矩阵A 中第j 列换成常数项n b b b ,,,21 所成的矩阵的行列式,即.,,2,1,1,1,121,221,22111,111,111n j a a b a a a a b a a a a b a a d nnj n nj n n n j j n j j j==+-+-+- (4)定理中包含着三个结论:1)方程组有解;2)解是唯一的;3)解由公式(3)给出.这三个结论是有联系的,因此证明的步骤是:1. 把),,,(21dd d d d d n 代入方程组,验证它确是解. 2. 假如方程组有解,证明它的解必由公式(3)给出. 定理4通常称为克拉默法则. 例1 解方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-+-=+-=--=+-+.0674,522,963,85243214324214321x x x x x x x x x x x x x x应该注意,定理4所讨论的只是系数矩阵的行列式不为零的方程组,它只能应用于这种方程组;至于方程组的系数行列式为零的情形,将在下一章的一般情形中一并讨论.常数项全为零的线性方程组称为齐次线性方程组.显然齐次方程组总是有解的,因为)0,,0,0( 就是一个解,它称为零解.对于齐次线性方程组,我们关心的问题常常是,它除了零解以外,还有没有其它解,或者说,它有没有非零解.对于方程个数与未知量个数相同的齐次线性方程组,应用克拉默法则就有定理5 如果齐次线性方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++0,0,0221122221211212111n nn n n nn n n x a x a x a x a x a x a x a x a x a (10) 的系数矩阵的行列式0||≠A ,那么它只有零解.换句话说,如果方程组(10)有非零解,那么必有0||=A .例2 求λ在什么条件下,方程组⎩⎨⎧=+=+0,02121x x x x λλ 有非零解.克拉默法则的意义主要在于它给出了解与系数的明显关系,这一点在以后许多问题的讨论中是重要的.但是用克拉默法则进行计算是不方便的,因为按这一法则解一个n 个未知量n 个方程的线性方程组就要计算1+n 个n 级行列式,这个计算量是很大的.。

carmer法则

carmer法则

carmer法则
克莱姆法则(Cramer's Rule)是线性代数中一个关于求解线性方程组的定理,也称作克拉默法则。

这个法则是由瑞士数学家克莱姆(Gabriel Cramer)在他的《线性代数分析导言》中于1750年发表的。

不过值得注意的是,尽管克莱姆是首位发表这个法则的数学家,但莱布尼兹和马克劳林等数学家在此之前也已经知晓这个法则。

克莱姆法则的核心内容是:对于一个有n个方程和n个未知数的线性方程组,如果其系数行列式不等于零,那么方程组有唯一解,且每一个未知数的解可以由对应的行列式求得。

具体来说,每一个未知数的解等于常数项替换该未知数系数后所得到的行列式与原系数行列式之商。

然而,克莱姆法则并不总是计算线性方程组最有效的方法。

实际上,当方程组的规模(即未知数的数量)增加时,使用克莱姆法则进行计算会变得非常低效。

因为计算每一个未知数的解都需要计算n个n阶行列式,而计算一个n阶行列式的时间复杂度是O(n!),这使得克莱姆法则对于大规模线性方程组的求解并不实用。

此外,克莱姆法则还存在数值稳定性的问题。

即使对于规模较小的线性方程组,由于计算过程中涉及大量的乘法和除法运算,可能会导致数值误差的累积,从而影响解的精度。

总的来说,克莱姆法则虽然在线性代数中具有重要的理论意义,但在实际应用中,我们通常会选择更高效、更稳定的算法来求解线性方程组。

克拉默法则

克拉默法则
§7
克拉默法则
a11 x1 a12 x2 b1 二元线性方程组 a21 x1 a22 x2 b2
若令
D b1 b2 a12 a22
a11 a21
a12 a22 D2
(方程组的系数行列式)
D1
a11 a21
b1 b2
则上述二元线性方程组的解可表示为
b1a22 a12b2 D1 x1 a11a22 a12a21 D a11b2 b1a21 D2 x2 a11a22 a12a21 D
一、克拉默法则
如果线性方程组
a11 x1 a12 x2 a x a x 21 1 22 2 an1 x1 an 2 x2
a1n xn b1 a2 n xn b2 ann xn bn a11 a12 a22 an 2 a1n a2 n ann 0 (1) 1
4 1 ( 2)( 3) 1
D
2 1
如果齐次方程组有非零解,则必有 D 0 .
2 3 时齐次方程组有非零解. 所以 0、、
思考题
当线性方程组的系数行列式为零时,能否用克拉默法则 解方程组?为什么?此时方程组的解为何?
答:当线性方程组的系数行列式为零时,不能用克拉默法 则解方程组,因为此时方程组的解为无解或有无穷多解.
r1 2r2
r4 r2
0 7 5 13 1 3 0 6 0 2 1 2 0 7 7 12
7 5 13 c1 2c2 2 1 2 7 7 12 c3 2c2
3 5
3
0 1 0 27 0 7 7 2
2 D2 1 1 8 9 0 5 0 7 1 6 2 6

克拉默法则原理

克拉默法则原理

克拉默法则原理克拉默法则是线性代数中用于求解线性方程组的方法。

它基于矩阵的行列式的性质,通过分别计算方程组的增广矩阵及其每个未知数的系数矩阵的行列式,来求解未知数的值。

具体原理如下:给定一个包含n个线性方程和n个未知数的线性方程组:a11x1 + a12x2 + ... + a1nxn = b1a21x1 + a22x2 + ... + a2nxn = b2...an1x1 + an2x2 + ... + annxn = bn其中a11, a12, ..., ann为系数,x1, x2, ..., xn为未知数,b1,b2, ..., bn为常数。

根据克拉默法则,首先计算系数矩阵A的行列式D:D = |a11 a12 ... a1n||a21 a22 ... a2n||... ... ... ||an1 an2 ... ann|然后,依次将每个未知数的系数替换为常数项,并计算对应的增广矩阵的行列式Di:Di = |b1 a12 ... a1n||b2 a22 ... a2n||... ... ... ||bn an2 ... ann|最后,根据克拉默法则,方程组的解为:x1 = D1/D, x2 = D2/D, ..., xn = Dn/D其中D1, D2, ..., Dn分别为Di的值。

需要注意的是,克拉默法则适用于线性方程组的系数矩阵的行列式D不等于0的情况。

当D=0时,克拉默法则无法给出方程组的唯一解,可能存在无解或无穷多解。

此外,克拉默法则的计算过程较为繁琐,对于较大的方程组来说,易产生计算量过大的问题。

因此,在实际应用中,通常会选择其他更高效的方法来求解线性方程组。

克拉默(Cramer)法则

克拉默(Cramer)法则

(1)
a11 a12 a1 n a 21 a 22 a 2 n 0 的系数行列式不等于零,即 D a n1 a n 2 a nn
那么线性方程组1 有解,并且解是唯一的,解 可以表为
D1 D2 D3 Dn x1 , x2 , x3 , , xn . D D D D
定理4 如果线性方程组(1)的系数行列式 D 0
则(1)一定有惟一解。
推论 如果线性方程组(1)无解或有两个不同 的解,则它的系数行列式一定为零。
定义
a11 x1 a12 x 2 a1 n x n 0 a x a x a x 0 21 1 22 2 2n n a n1 x1 a n 2 x 2 a nn x n 0
第七节
克拉默(Cramer)法则
一、克拉默法则 二、重要定理
三、小结、思考题
一、克拉默法则
如果线性方程组
a11 x1 a12 x 2 a1n x n b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 a n1 x1 a n 2 x 2 a nn x n bn
其中 D j 是把系数行列式 D 中第 j 列的元素用方程 组右端的常数项代替后所得到的 n 阶行列式,即
a11 a1 , j 1 b1 a1 , j 1 a1 n D j a n 1 a n , j 1 bn a n , j 1 a nn
二、重要定理
2 5 λ 6 λ 4 λ 8 5 λ 5 λ λ 10 λ 16
5 λ λ 2 λ 8
由于 1 5, 2 2, 3 8 所以当

克拉默法则

克拉默法则


5 2 2
D 2 6 0 (5 )(2 )(8 )
2 0 4
由D=0,得λ=2, λ=5, λ=8.
总结
1.用克拉默法则解方程组的两个条件 (1)方程个数等于未知量个数; (2)系数行列式不等于零.
2.克拉默法则建立了线性方程组的解与已知的系 数与常数项之间的关系,它主要使用于理论推 导。

D4 D

27 27

1.
二、齐次与非齐次线性方程组的定义
a11x1 a12 x2 L a1n xn b1
La2L1x1L
a22 x2 LLL
L L
L
a2n xn LLL
b2 L
(11)
an1x1 an2 x2 L ann xn bn
定义:线性方程组(11)右端的常数项b1, b2 , ∙ ∙ ∙, bn不 全为零时,线性方程组(11)叫做非齐次线性方程
定理3′ 如果齐次线性方程组(12)有非零解,则它的系 数行列式必为零.
定理4 齐次线性方程组(12)有非零解得充分必要 条件是它的系数行列式为零。
例 问λ取何值时,齐次线性方程组有非零解?
5 x 2 y 2z 0,

2x 6 y 0,

2x 4z 0
an1 L an, j1 bn an, j1 L ann
关于克拉默法则的等价命题
a11x1 a12 x2 L a1n xn b1
La2L1x1L
a22 x2 LLL
L L
L
a2n xn LL
L
b2 L
(11)
an1x1 an2 x2 L ann xn bn

克拉默法则

克拉默法则

142
线性代数讲稿
⎧λx1 + x 2 + x3 = 0 ⎪ ⎨ x1 + λx 2 + x3 = 0 ⎪ x + x + λx = 0 2 3 ⎩ 1
有非零解. 解:按题意要求方程组的系数行列式为零,即
λ 1 1 0 = 1 λ 1 ====== (λ + 2) 1 λ 1 再c1 ÷( λ + 2 ) 1 1 λ 1 1 λ === (λ + 2) 1 λ − 1 0 = (λ + 2)(λ − 1) 2 , j = 2,3 1 0 λ −1
线性代数讲稿
§1.4
一.基本概念
克拉默(Cramer)法则
关于 n 个待求量 xi 的 n 个线性方程联立而成的线性方程组:
⎧ a11 x1 + a12 x 2 + L + a1n x n = b1 ⎪a x + a x + L + a x = b ⎪ 21 2 22 2 2n n 2 ⎨ M M ⎪ ⎪ ⎩ a n1 x1 + a n 2 x 2 + L + a nn x n = bn
xj = Dj D
( j = 1,2, L , n)
(2)
其中 Dj 是把 D 中的第 j 列换成(1)中右端的 b1,b2,…,bn 所构成的 n 阶行列式,

Dj =
a11 L a1 j −1 a 21 L a 2 j −1
b1 b2
a1 j +1 L a1n a 2 j +1 L a 2 n M a n j +1 M M L an n
c j −c1 c1 + ( c2 + c3 )

线性代数课件1-7克拉默法则

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。

克拉默法则

克拉默法则

则 即
A1 ( AX ) A1b
X A1b
故 A 1b 是方程组(9)的唯一解向量. | An | | A1 | | A2 | 1 , , , 最后证明 A b 的n个分量就是: | A| | A| | A| 1 1 1 1 Ab 由逆阵公式 A A ,有 x A b | A| | A| A11 A21 An1 b1 x1 x2 A12 A22 An2 b2 1 即 | A | xn A1n A2 n Ann bn
证明 把方程组(9)写成矩阵方程
Ax b
因 | A | 0 ,故 A 1存在.
1
( 9)
代入(9)中有 首先证明(9)有解: 将 A b ,
A( A b) ( AA )b bБайду номын сангаас
故 A 1b 是(9)的解. 再证明(9)的解是唯一的: 设 X 是(9)的任意一个解,有
1
1
AX b
| A1 | 1 | A2 | | A| | An |
b1
a12 a1n
b2 a22 a2 n | A1 | bn an2 ann
例16 用克拉默法则解方程组
x1 x2 x3 2 2 x1 x2 3 x3 1 3 x 2 x 5 x 0 1 2 3
即有 x1 5, x2 0, x3 3
二、小结
克拉默法则 注:用克拉默法则求解方程组时要注意两个条件 (1)方程个数等于未知量个数; (2)系数行列式不等于零.
三、作业
P.54. 15
| A3 | 9 | A2 | 0 | A1 | 15 3, 0, x3 x1 5, x2 | A| 3 | A| 3 | A| 3

1.4克拉默(Cramer)法则

1.4克拉默(Cramer)法则

1 时,方程组有非零解.
例 3:证明:方程组有惟一零解。
1 ( a11 2 ) x1 a12 x2 a1n xn 0 1 a 21x1 ( a 22 ) x2 a 2 n xn 0 2 1 a n1 x1 a n 2 x2 ( a nn ) xn 0 2
拉默法则仅具有理论上的意义。对于一般的线性方程组,
量个数与方程个数虽然相同,但系数行列式值等于零的
情形,我们将在后面作进一步的讨论。
第四节 克拉默(Cramer)法则
考虑方程组
a11 x1 a12 x 2 a1n x n b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 a n1 x1 a n 2 x 2 a nn x n bn
1 6 27 0 2 6
所以方程组有唯一解。又因为
8 9 D1 5 0
1 3 2 4
5 0 1 7
1 2 6 1 81 D2 2 0 6 1
8 9 5 0
5 0 1 7
1 6 108, 2 6
2 1 D3 0 1
1 3 2 4
8 9 5 0
则它的系数行列式必为0。
例 2:为何值时,方程组有非 零解?
x y z 0 x y z 0 2 x y z 0
解 若方程组有非零解,则其系数行列式为零,即

1
D 1 2
故当

1
1 1 3 1 0 1

a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 a n1 x1 a n1 x2 a nn xn bn

克拉默法则解析

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。

克拉默法则通俗解释

克拉默法则通俗解释

克拉默法则通俗解释克拉默法则(CramerRule)是一种解决线性方程组的有效方法,也称作“克拉默求解法”或“互补余子式法”。

#### 一、拉默法则的概念克拉默法则(Cramer Rule)是一种解决线性方程组的有效方法,它可以帮助我们快速解决线性方程组,而无需数值计算,从而节省计算时间。

其原理是:在任意一维线性方程组中,若方程系数矩阵的行列式为不零,则方程的解有一个唯一解,而克拉默法则即是根据此原理求出方程组的解。

#### 二、克拉默法则的具体步骤1.先,根据给定的线性方程组,将其表示为一个矩阵形式,即系数矩阵。

2.后,计算原方程组的行列式,若行列式值不等于0,则方程组有唯一解,否则无解。

3.下来,将原方程组中每个变量所在的列都用变量代替,求出每一个替换后方程组的行列式,即可得到该变量的值。

4.后,根据得到的变量值,即可得出当前方程组的解。

#### 三、克拉默法则的应用实例克拉默法则可以解决多维线性方程组,其中实际应用也很广泛,其中就包括了求未知的系数、求矩阵的逆等问题。

例如,有如下一个四元一次方程组:2x + 5y - 3z + 6w = 153x - 7y - 2z - 4w = -125x + 2y + 6z + 8w = 16-4x + 7y - 5z - 6w = -19要解决这个四元一次方程组,首先将其表示为系数矩阵:A = | 2 5 -3 6 || 3 -7 -2 -4 || 5 2 6 8 || -4 7 -5 -6 |此时,系数矩阵A的行列式为-40,为非0,因此该四元一次方程组有解。

接下来,我们可以将A中的每一列都用方程右侧的常数替换,求出每一替换后的方程的行列式,分别为40、40、40、40,即每一变量的值都为1,从而得出结论:x=1、y=1、z=1、w=1是该四元一次方程组的一组解。

通过上面的实例,我们可以看出,克拉默法则可以有效地解决多维线性方程组,并且不需要使用任何数值计算方法,从而节省计算时间。

1.4 克拉默法则(《线性代数》闫厉 著)

1.4 克拉默法则(《线性代数》闫厉 著)
1 2 2
1 1 6 D3 2 1 5 6
1 1 2

x1
D1 D
2,
x2
D2 D
2,
x3
D3 D
1
齐次线性方程组的概念
a11 x1 a12 x2
设线性方程组
a21
x1
a22
x2
an1 x1 an2 x2
齐次线性方程组。
a1n xn 0
a2n xn 0 ,则称此线性方程组为
1.4 小结
理解并运用克拉默法则解线性方程组,注意:局限性、条件、解表达式 齐次线性方程组只有零解的充要条件 有解 x1 0,x2 0 ,…,xn 0 ,称为齐次线性方程组的 零解。
若一组不全为零的数,它是齐次线性方程组的解,则称 它为齐次线性方程组的非零解,由定理1得如下定理
重要定理
定理2 如果齐次线性方程组的系数行列式不等于零,则齐次 线性方程组没有非零解。
定理3 如果齐次线性方程组有非零解,则齐次线性方程组的 系数行列式必为零。
§4 克拉默法则
复习
二元线性方程组
aa1211
x1 x1
a12 a22
x2 x2
b1 b2
若令
D a11 a12 (方程组的系数行列式) a21 a22
D1
b1 b2
a12 a22
D2
a11 a21
b1 b2
则上述二元线性方程组的解可表示为
x1
D1 D
x2
D2 D
定理1 (克拉默法则)如果线性方程组
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1
a21 x1 a22 x2 a2n xn b2
(1)
an1 x1 an2 x2 ann xn bn

第7节 克拉默法则

第7节 克拉默法则

1 1 1
3 4 3
1 4 9
1 8 27 18,
3 4 16 64
1 3 16 64
1 1 D3 1 2 1 3
3 4 3
1 8 27 24, D4
1 1 1 2 1 3
1 4 9
3 4 3 6
1 4 3 64
1 4 16 3
于是按克拉默法则, 得 a0 = 3 , a1 = -3/2 , a2 = 2 , a3 = -1/2 , 3 1 3 2 所求曲线为 y 3 x 2 x x . 2 2
而其余xi ( i j )的系数均为0; 又等式右端为 D j . 于是
Dx j D j ( j 1,2,, n).
当 D 0 时,方程组(2)有唯一的一个解
2
Dn D1 D2 D2 x1 , x2 , x3 , , x n . D D D D
由于方程组(2)与方程组(1)等价, 故
三、小结
1. 用克拉默法则解方程组的两个条件 (1) 方程个数等于未知量个数; (2) 系数行列式不等于零. 2. 克拉默法则建立了线性方程组的解和已知的系
数与常数项之间的关系.它主要适用于理论推导.
思考题
当线性方程组的系数行列式为零时,能否用克拉默
法则解方程组?为什么?此时方程组的解为何?
思考题解答
n n n ak 1 Akj x1 akj Akj x j akn Akj xn k 1 k 1 k 1 bk Akj ,
k 1 n
由代数余子式的性质可知, 上式中 x j的系数等于 D ,
(2)
对于齐次线性方程组 (2) ,这时 Di中的第 i 列元 素都是零,所以 Di 0, i 1,2,n.

克拉默法则原理

克拉默法则原理

克拉默法则原理克拉黫法则是线性代数中的一个重要原理,它是解线性方程组的一种方法。

克拉默法则可以用来求解n元线性方程组的解,它的理论基础是行列式的性质。

在实际应用中,克拉默法则可以帮助我们更快速地求解线性方程组的解,尤其在小规模线性方程组的求解中具有一定的优势。

下面我们将详细介绍克拉默法则的原理及其应用。

首先,我们来看克拉默法则的基本原理。

对于一个n元线性方程组,如果它的系数矩阵的行列式不等于0,那么这个线性方程组有唯一解,并且可以用克拉默法则来求解。

假设有n元线性方程组:a11x1 + a12x2 + ... + a1nxn = b1。

a21x1 + a22x2 + ... + a2nxn = b2。

...an1x1 + an2x2 + ... + annxn = bn。

其中aij为系数矩阵的元素,bi为常数项,x1, x2, ..., xn为未知数。

系数矩阵的行列式记为D,而将系数矩阵的第i列替换为常数项所得的新矩阵的行列式记为Di。

那么根据克拉默法则,线性方程组的解可以表示为:x1 = D1 / D, x2 = D2 / D, ..., xn = Dn / D。

其中D1, D2, ..., Dn分别为将系数矩阵的第1列到第n列分别替换为常数项所得的新矩阵的行列式。

这就是克拉默法则的基本原理,通过计算行列式的值来求解线性方程组的解。

其次,我们来看克拉默法则的应用。

在实际应用中,克拉默法则通常用于小规模线性方程组的求解。

当线性方程组的规模较大时,使用克拉默法则求解会涉及到大量的行列式计算,效率较低。

但在一些特定情况下,克拉默法则仍然可以发挥作用。

例如,当我们需要求解3元线性方程组时,可以直接利用克拉默法则进行计算,而不需要使用其他方法。

此外,克拉默法则还可以用于研究线性方程组的解的存在性和唯一性。

通过计算系数矩阵的行列式,我们可以判断线性方程组是否有解,以及解的个数。

这对于理论研究和实际问题的分析都具有重要意义。

克拉默法则

克拉默法则

克拉默法则的优点及其适用范围
克拉默法则的优点
• 理论严谨,基于行列式和伴随矩阵的概念
• 适用范围广泛,适用于n个方程和n个未知数的线性方程组
• 计算过程简单,只需计算行列式和伴随矩阵的值
克拉默法则的适用范围
• 线性方程组求解
• 矩阵性质分析
• 数值方法分析
克拉默法则的缺点及其局限性
克拉默法则的缺点
• 拓展应用领域
• 开发高效的数值算法
克拉默法则面临的主要挑战及其解决方案
克拉默法则在其他数学问题中的应用挑战
• 拓展克拉默法则的应用领域
• 研究克拉默法则在其他数学问题中的性质和定理
• 开发高效的数值算法
克拉默法则计算复杂度高的挑战
• 研究降低计算复杂度的方法
• 开发高效的数值算法
• 利用并行计算和分布式计算技术提高计算效率
克拉默法则(Cramer's Rule)是一种求解线性方程组的数值方法
• 1750年,瑞士数学家克拉默(Gabriel Cramer)提出
• 适用于求解线性方程组中的未知数
• 基于行列式和伴随矩阵的概念
克拉默法则在数学中的应用领域

线性代数
• 求解线性方程组
• 计算矩阵的行列式
• 分析矩阵的性质

求解2x2矩阵的特征值
• 通过计算行列式和伴随矩阵的值来求解特征值
• 分析特征值的性质
• 计算特征值的具体数值
求解3x3矩阵的特征值
• 通过计算行列式和伴随矩阵的值来求解特征值
• 分析特征值的性质
• 计算特征值的具体数值
克拉默法则在其他数学问题中的应用实例
求解概率分布函数的矩
• 通过计算行列式和伴随矩阵的值来求解概率分布函数的矩
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0
4 1
1
1 3 3 41 21 3
1 3 21 2 3
齐次方程组有非零解,则 D 0
所以 0, 2 或 3时齐次方程组有非零解.
4.小结
1. 用克拉默法则解方程组的两个条件 (1)方程个数等于未知量个数; (2)系数行列式不等于零. 2. 克拉默法则建立了线性方程组的解和已知的系 数与常数项之间的关系.它主要适用于理论推导.
21 8 1 1 3 9 6 D3 0 2 5 2 14 0 6
27,

x1

D1 D

81 27

3,
x3

D3 D

27 27

1,
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
齐次线性方程组 a11 x1 a12 x2 a1n xn 0

a21 x1
a22 x2

a2n xn 0
2
an1 x1 an2 x2 ann xn 0
易知, x1 x2 xn 0 一定是(2)的解,


an1 x1 an2 x2 ann xn Anj bn Anj
再把 n 方程依次相加,得


n k 1
ak1 Akj

x1



n

k
1
akj
Akj

x
j


n

k 1
akn
Akj


D4 D

27 27

1.
例2 问 取何值时,齐次方程组
1

2
x1
x1 3
2x2 4x3
x2 x3

0, 0,
x1 x2 1 x3 0,
有非零解?

1
D 2 1
2
3
1
4 1
1 2 1 1
3 1
x3

D2 D
,
, xn

Dn D
由于方程组(2)与方程组(1)等价,所以
x1

D1 , D
x2

D2 D
,
x3

D2 D
,
, xn

Dn D
.
也是方程组的(1)解。
注: 1. Cramer法则仅适用于方程个数与未知量个数相等的情形。
2. 理论意义:给出了解与系数的明显关系。 但用此法则求解线性方程组计算量大,不可取。
an1 an, j1 bn an, j1 ann
证明:用D中第j列元素的代数余子式A1 j , A2 j , , Anj
依次乘方程组1的n个方程,得
a11 x1 a12 x2 a1n xn A1 j b1 A1 j
a21 x1 a22 x2 a2n xn A2 j b2 A2 j

a21
x1

a22 x2


a2n xn b2
an1 x1 an2 x2 ann xn bn
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。
1.3 克莱姆法则 (n个n元线性方程组解的讨论)
引入行列式概念时,求解二、三元线性方程组,当系数
行列式 D 0
时,方程组有唯一解,
xi

Di D
(i 1,2,3)
含有n个未知数,n个方程的线性方程组,与二、三元线性方 程组类似,它的解也可以用n阶行列式表示。
Cramer法则:如果线性方程组
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1

a21
x1

a22 x2


a2n xn b2
an1 x1 an2 x2 ann xn bn
(1)
的系数行列式不等于零,
a11 a12 a1n
称为零解。
若有一组不全为零的数是(2)的解,称为非零解。
定理3: 如果齐次线性方程组的系数行列式 D 0,
则齐次线性方程组没有非零解。
定理4: 如果齐次线性方程组有非零解, 则它的系数行列式必为0。
系数行列式 D 0
a11 x1 a12 x2 a1n xn 0

a21x1
思考题
当线性方程组的系数行列式为零时,能否用克拉默 法则解方程组?为什么?此时方程组的解为何?
思考题解答
不能,此时方程组的解为无解或有无穷多解.
c1 2c2 c3 2c2
3 5 3 0 1 0
7 7 2
3 3

27,
7 2
8 1 5 1 9 3 0 6 D1 5 2 1 2 0 4 7 6
81,
2 8 5 1 1 9 0 6 D2 0 5 1 2 1 0 7 6 108,
a22 x2
a2n xn 0
an1 x1 an2 x2 ann xn 0
有非零解.
例1 用克拉默则解方程组
2 x1 x2 5 x3 x4 8,

x1 3 x2 6 x4 9, 2 x2 x3 2 x4 5,
x1 4 x2 7 x3 6x4 0.
解 2 1 5 1
0 7 5 13
1 3 0 6 r1 2r2 1 3 0 6
D 0 2 1 2
r4 r2
0 2 1 2
1 4 7 6
0 7 7 12
7 5 13 2 1 2
7 7 12
3.
撇开求解公式
xj

Dj D
,
Cra系数行列式 D 0
则(1)一定有解,且解是唯一的 .
定理2: 如果线性方程组(1)无解或有两个不同的解, 则它的系数行列式必为零.
非齐次与齐次线性方程组的概念:
线性方程组 a11x1 a12 x2 a1n xn b1
xn
n
bk Akj , k 1
由代数余子式的性质可知, 上式中除了x j 的系数等于D,
其余 xi (i j) 的系数均等于0,而等式右端为 Dj
于是
Dxj Dj j 1,2, ,n
2
当 D 0 时,方程组(2)有唯一的一个解
x1

D1 , D
x2

D2 D
,
即 D a21 a22 a2n 0 则线性方程组(1)有唯一解,
an1 an2 ann
x1

D1 D
,
x2

D2 D
,
x3

D2 D
,
, xn

Dn D
.
其中 Dj 是把系数行列式 D 中第 j 列的元素用方程 组右端的常数项代替后所得到的 n阶行列式,即
a11 a1, j1 b1 a1, j1 a1n Dj
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