MatricosDetermTiesLS.dvi

Panašūs dokumentai
TIESINĖ ALGEBRA Matricos ir determinantai Matricos. Transponuota matrica. Nulinė ir vienetinė matrica. Kvadratinė matrica. Antrosios ir trečiosios eil

Algebra ir geometrija informatikams. Paskaitu¾ konspektas Rimantas Grigutis 7 paskaita Matricos. 7.1 Apibr eµzimas. Matrica A yra m eiluµciu¾ir n stul

* # * # # 1 TIESĖS IR PLOKŠTUMOS 1 1 Tiesės ir plokštumos 1.1 Lygtys ir taškų aibės Sferos lygtis Tarkime, kad erdvėje apibrėžta Dekarto stačiak

Lietuvos mokinių matematikos olimpiada Rajono (miesto) etapo užduočių klasei sprendimai 2015 m. 1 uždavinys. Aistė užrašė skaičių seką: 1 (2 3)

LIETUVOS JAUNŲJŲ MATEMATIKŲ MOKYKLA 7. PAPRASČIAUSIOS DIFERENCIALINĖS LYGTYS ( ) Teorinę medžiagą parengė ir septintąją užduotį sudarė prof. d

(Microsoft Word - Pasiruo\360imas EE 10 KD-1)

PS_riba_tolydumas.dvi

GRAFŲ TEORIJA Pasirenkamasis kursas, Magistrantūra, 3 sem m. rudens semestras Parengė: Eugenijus Manstavičius Įvadas Pirmoji kurso dalis skirta

9 paskaita 9.1 Erdvės su skaliarine daugyba Šiame skyriuje nagrinėsime abstrakčias tiesines erdves, kurioms apibrėžta skaliarinė daugyba. Jos sudaro l

4 skyrius Algoritmai grafuose 4.1. Grafų teorijos uždaviniai Grafai Tegul turime viršūnių aibę V = { v 1,v 2,...,v N } (angl. vertex) ir briaun

III. SVEIKI NENEIGIAMI SKAIČIAI 3.1 Indukcijos aksioma Natūraliu ju skaičiu aibės sa voka viena svarbiausiu matematikoje. Nors natūralaus skaičiaus sa

lec10.dvi

Microsoft PowerPoint Dvi svarbios ribos [Read-Only]

QR algoritmas paskaita

Printing AtvirkstineMatrica.wxmx

XI skyrius. KŪNAI 1. Kūno sa voka Šiame skyriuje nagrinėsime kūnus. Kūnas tai aibė k, kurioje apibrėžti aibės k elementu du vidiniai kompozicijo

Teorinių kontrolinių sąlygos ir sprendimai Vytautas Kazakevičius 2016 m. gruodžio 20 d. Teiginiai ( ). 1. (0.05 t.) Užrašykite formule tokį t

Algoritmø analizës specialieji skyriai

Atranka į 2019 m. Pasaulinę ir Vidurio Europos matematikos olimpiadas Sprendimai Artūras Dubickas ir Aivaras Novikas 1. Mykolas sugalvojo natūraliųjų

Printing triistr.wxmx

DISKREČIOJI MATEMATIKA. Grafai serija 5800 variantas 001 Grafas G 1 = (V, B 1 ) apibrėžtas savo viršūnių bei briaunų aibėmis: V = {i, p, z, u, e, s},

Isvestiniu_taikymai.dvi

10 Pratybos Oleg Lukašonok 1

1 Vaizdu vidurkinimas ir požymiu išskyrimas 1.1 Glodus vienmatis eksponentinis filtras Apibrėšime eksponentini tolydu kintamojo x filtra formule ( v σ

Vigirdas Mackevičius 2. Sekos riba Paskaitu konspektas Intuityviai realiu ju skaičiu seka vadinama realiu ju skaičiu aibė, kurios elementai (vadinami

PowerPoint Presentation

TAIKOMOJI MATEMATIKA IR KIEKYBINIAI METODAI. Rašto darbas serija 3081 variantas Nustatykite funkcijos f(x) = x+2 x 6 cos ( 3x) apibrėžimo sritį.

Algoritmai ir duomenų struktūros (ADS) 2 paskaita Saulius Ragaišis, VU MIF

Printing BaziniaiSprendiniai&KrastutiniaiTaskai.wxm

TAIKOMOJI MATEMATIKA. 1-ojo testo pavyzdžiai serija **** variantas 001 x x + 12 lim = x 4 2x 8 1 2; 3 0; 2 1 2; 5 1; 6 2; 7 ; riba nee

DISKREČIOJI MATEMATIKA. Grafo tyrimas serija 5705 variantas Grafas (, ) yra 1 pilnasis; 2 tuščiasis; 3 nulinis; 4 dvidalis. 2 Atstumas tarp graf

Microsoft PowerPoint Ekstremumai_naujas

VI. TOLYDŽIU IR DIFERENCIJUOJAMU FUNKCIJU TEOREMOS 6.1 Teoremos apie tolydžiu funkciju tarpines reikšmes Skaitytojui priminsime, kad nagrinėdami reali

PowerPoint Presentation

L I E T U V O S J A U N Ų J Ų M A T E M A T I K Ų M O K Y K L A 2. TRIKAMPIŲ ČEVIANOS ( ) Teorinę medžiagą parengė ir antrąją užduotį sudarė V

Algoritmai ir duomenų struktūros (ADS) 7 paskaita Saulius Ragaišis, VU MIF

G E O M E T R I J A Gediminas STEPANAUSKAS Turinys 1 TIES ES IR PLOK TUMOS Plok²tumos ir tieses plok²tumoje normalines lygtys

P. Kasparaitis. Praktinė informatika. Skriptų vykdymas ir duomenų valdymas Skriptų vykdymas ir duomenų valdymas Įvadas Skripto failas tai M

8. Daugiakanalė sklaidos teorija Stipraus ryšio tarp kanalu metodas Nagrinėsime sklaidos procesa x + A x + A, x + A x + A, nenaudodami perturbaciju te

LMR200.dvi

DVYLIKTOJI KALĖDINĖ KOMANDINĖ RASEINIŲ KRAŠTO OLIMPIADA PROFESORIAUS JONO KUBILIAUS TAUREI LAIMĖTI Raseiniai, Magdalena Raseiniškė mėgst

Duomenų vizualizavimas

5_3 paskaita

Slide 1

DĖL APLINKOS IR SVEIKATOS MOKSLO KOMITETO ĮSTEIGIMO

Microsoft Word - 8 Laboratorinis darbas.doc

Longse Wi-Fi kameros greito paleidimo instrukcija 1. Jums prireiks 1.1. Longse Wi-Fi kameros 1.2. Vaizdo stebėjimo kameros maitinimo šaltinio 1.3. UTP

Microsoft PowerPoint - ikaitinti_kunai02.ppt

CL2013O0023LT _cp 1..1

1. Matematinės dėlionės Įvadas Šiame modulyje pateiktos įvairaus sudėtingumo matematinės dėlionės. Jos padės mokytis skaičiuoti mintinai ir rasti įvai

Priedai_2016.indd

ktu kompiuterių katedra Programavimas asembleriu Darius Birvinskas Ignas Martišius Algimantas Venčkauskas

Pagrindiniai algoritmai dirbant su sveikųjų ir realiųjų skaičių masyvų reikšmėmis Sumos skaičiavimo algoritmas Sveikieji skaičiai int Suma (int X[], i

Microsoft Word - Liuminescencija_teorija

flauto/ ) ))) )))) )))) )).. ) )))))) )))) ). ) ))))) ) )))))) Ṫ ))))))))))))))) 89 )))))))))))))#) )$) )&) $))$))$)))&)&)$) $))$))

Projektą vykdančiojo personalo darbo užmokesčio ir savanoriško darbo įnašo fiksuotojo įkainio nustatymo tyrimo ataskaita 2016 m. birželio 8 d. redakci

Logines funkcijos termu generavimo algoritmas pagristas funkciniu modeliu

Gabių vaikų ugdymo mokymo priemonių dokumentas parengtas, įgyvendinant ES lėšomis finansuojamą projektą Gabių vaikų ugdymo efekytyvumo didinimas šviet

DB sukūrimas ir užpildymas duomenimis

6. ŠAKNIES RADIMO ALGORITMAS Istorija. Babiloniečių arba Herono algoritmas. Jau žiloje senovėje reikėjo mokėti traukti kavadratinę šaknį. Yra išlikęs

Microsoft Word ratas 12kl Spr

2-ojo VSAFAS Finansinės būklės ataskaita 2 priedas (Žemesniojo lygio viešojo sektoriaus subjektų, išskyrus mokesčių fondus ir išteklių fondus, finansi

VILNIAUS UNIVERSITETAS MATEMATIKOS IR INFORMATIKOS FAKULTETAS PROGRAMŲ SISTEMŲ KATEDRA Atsitiktinės paieškos optimizavimo algoritmų vertinimas Evaluat

Dažniausios IT VBE klaidos

VALSTYB S MON REGISTR CENTRAS Juridini asmen registras, kodas , V. Kudirkos g. 18, LT Vilnius-9, tel. (8 5) , faks. (8 5) 268 8

LIETUVOS BANKO VALDYBOS

Kelmės rajono Kražių gimnazija Įmonės kodas , S.Dariaus ir S. Girėno g.2, Kražiai, Kelmės rajonas 2016 m. kovo 18 d. FINANSINIŲ ATASKAITŲ AIŠ

LIETUVOS FIZIKŲ DRAUGIJA ŠIAULIŲ UNIVERSITETO JAUNŲJŲ FIZIKŲ MOKYKLA FOTONAS ŠVIESOS BANGINĖS SAVYBĖS. ATOMO SANDARA.

MATEMATIKOS BRANDOS EGZAMINO PROGRAMOS MINIMALIUS REIKALAVIMUS ILIUSTRUOJANTYS PAVYZDŽIAI Egzamino programos minimalūs reikalavimai 1.3. Paprastais at

Tiesioginio-debeto-paslaugos-duomenu-apsikeitimo-formatu-aprasas

N E K I L N O J A M O J O T U R T O R I N K O S D A L Y V I Ų A P K L A U S O S A P Ž V A L G A / 2 NAMŲ ŪKIŲ FINANSINĖS ELG- SENOS APKLAUSOS

Teismo praktikos rinkinys TEISINGUMO TEISMO (penktoji kolegija) SPRENDIMAS 2018 m. spalio 4 d. * Direktyva 2007/64/EB Mokėjimo paslaugos vidaus rinkoj

ITC ISSN LIETUVOS ŠVIETIMAS SKAIČIAIS Lietuvos Respublikos švietimo ir mokslo ministerija Švietimo informacinių technologijų centras 2017 Ik

PowerPoint Presentation

KAUNO TECHNOLOGIJOS UNIVERSITETO POILSIO NAMŲ „POLITECHNIKA“ VIDAUS TVARKOS TAISYKLĖS

Šilumos sąnaudų vartotojams pasikeitimo dėl naujo Šilumos supirkimo iš nepriklausomų šilumos gamintojų tvarkos ir sąlygų aprašo skaičiavimas Eil. Nr.

Diferencialinių lygčių dalinėmis išvestinėmis sprendimo metodai. Įvadas.

LIETUVOS RESPUBLIKOS FINANSŲ MINISTRAS ĮSAKYMAS DĖL FINANSŲ MINISTRO 2014 M. GRUODŽIO 30 D. ĮSAKYMO NR. 1K-499 DĖL METŲ EUROPOS SĄJUNGOS FON

Microsoft Word - Taisykles .doc

PATVIRTINTA

Brandos egzaminų organizavimas ir vykdymas 2012 m.

Slide 1

Microsoft Word - AUTOSERVISO MODULIS

PowerPoint Presentation

PATVIRTINTA Lietuvos statistikos departamento generalinio direktoriaus ir Muitinės departamento prie Lietuvos Respublikos finansų ministerijos general

On 1 g 00 O -P & > O <N -P C»-> S ;a 3 < P* o = rt «f-4 a d o ' a ccj ) o XJ 0) o ft xi '(i) 0 O C/3 a a ft l ph o c3 Jo M S3 o 2 a _ a1.a.9 < >V5 a <

LR Seimo narių elgsenos tyrimas, naudojant klasterinę analizę ir daugiamačių skalių metodą Vytautas Mickevičius Vytauto Didžiojo universitetas, Inform

Magistro darbas

Projektas

Tvarkinguolė voverytė Julė, įsikūrusi Pavoveriuose (netoli Pabradės) savo žiemai skirtų gigantinių riešutaičių atsargas yra prislėpusi 5 drevėse

VERSLO IR VADYBOS TECHNOLOGIJŲ PROGRAMA

PowerPoint Presentation

Slide 1

Lietuvos energetikos instituto

Microsoft Word - 15_paskaita.doc

flauto/1 Lento Ṫ ) ))). )))). )))) 101) ) ) ) ) ) ) ) ). ) ) ) ) ) ) ))))) ) )))))) ))))))))))))))) ))))))))))) ) )#) 105 )$))&)$))$))$

TELIA1 PASIŪLYMAS GALIOJA: Pasiūlymas galioja iki 2019 m. Rugsėjo 30 d. Naujiems ir esamiems privatiems klientams. Neskolingiems Telia Lietuva, AB. Pa

LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS

PowerPoint Presentation

Transkriptas:

MATRICOS Matricos. Pagrindiniai apibrėžimai a a 2... a n a 2 a 22... a 2n............ a m a m2... a mn = a ij m n matrica skaičių lentelė m eilučių skaičius n stulpelių skaičius a ij matricos elementas i,j elemento indeksai pavyzdys ( ) 3 2 π 2 m = 2, n = 3, a = 3, a 2 = 2, a3 =, a 2 =, a 2 22 = π, a 23 =... Transponuota matrica transponavimo operacija A = a ij m n,a T = a ji n m pavyzdys ( ) T 3 3 2 2 = 2 π π 2 m = matrica eilutė (a a 2a n ) a n = matrica stulpelis a 2 (α β γ) T = (A T ) T = A α β γ, α β γ a m T = (α β γ)

MATRICOS 2..2 Kvadratinė matrica m = n kvadratinė matrica (n-tosios eilės) a a 2... a,n a n a 2 a 22... a 2,n a 2n............... a n, a n,2... a n,n a n,n a n a n2... a n,n a nn a,a 22,...,a nn kvadratinės matricos pagrindinė įstrižainė a n,a 2,n,...,a n kvadratinės matricos šalutinė įstrižainė A( - kvadratinė ) ir A T = A simetrinė matrica; 2 simetrinė matrica; 2 3 2 4 2 3 5 antisimetrinė matrica a ij = a ji, foralli j. 4 5.2 Operacijos su matricomis.2. Matricų sudėtis Matricų A = a ij m n ir B = b ij m n sudėtis A+B = a ij +b ij ( ) ( ) ( ) m n 3 2 4 4 6 + = π 8 2 π +8 2 2 2 Matricų sudėties savybės: komutatyvumas A+B = B +A asociatyvumas (A+B)+C = A+(B +C) Neutralusis elementas nulinė matrica O = A+O = O+A = A, A

MATRICOS 3.2.2 Matricos daugyba iš skaičiaus λ A = λa ij ( m n ) ( ) 3 2 5 5 = π 5 5π 2 2 asociatyvumas λ (µa) = (λµ) A distributyvumas: ) λ(a+b) = λa+λb 2) (λ+µ)a = λa+µa Matricų skirtumas: A B = A+( ) B.2.3 Matricų sandauga a a 2 a n a 2 a 22 a 2n a m a m2 a mn b b 2 b k b 2 b 22 b 2k b n b b2 b nk c ij = n a is b sj, i =,2,...,m, j =,2,...,n s= ( ) 8 9 2 3 = 4 5 6 ( 7 4 ) 8+2 +3 7 9+2 +3 4 = 4 8+5 +6 7 4 9+5 +6 4 Neutralusis elementas vienetinėmatrica ( ) E 2 =, E 3 = {, kai i = j E n = e ij n n, e ij = δ ij =, kai i j δ ij Kronekerio simbolis ( 3 73 24 75 A E n = E n A = A, A n-tosios eilės kvadratinė matrica = c ij m k Matricų daugyba nėra komutatyvi: bendru atveju A B B A: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 3 2 7 8 3 2 2 7 2 =, = 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 8 3 )

MATRICOS 4 Matricų daugybos asociatyvumas: A(B C) = (A B) C, A k = A AA }{{} k kartų distributyvumas: ) (A+B) C = AC +BC 2) A (B +C) = AB +AC Sandaugos transponuota matrica (A B) T = B T A T.

2 DETERMINANTAI 5 2 Determinantai 2. Antrosios ir trečiosios eilės determinantai 2.. Antrosios eilės determinantas a a 2 a 2 a 22 = a a 22 a 2 a 2 2 3 4 7 = 2 7 3 4 = 4 2 = 2 2..2 Trečiosios eilės determinantas a a 2 a 3 a 2 a 22 a 23 a 3 a 32 a 33 = a a 22 a 33 +a 2 a 23 a 3 +a 3 a 2 a 32 a 3 a 22 a 3 a 2 a 2 a 33 a a 23 a 32 2 3 4 7 5 6 8 = 4 8+2 7 5+3 6 3 4 5 2 8 7 6 = 32+7+ 6 42 =

2 DETERMINANTAI 6 2.2 Perstatos Persatata vadinama aibės {,2,...,n} bijekcija f (abipus vienareikšmis atvaizdis) į save. T.y. perstatą galima apibrėžti lentele ( ) 2 n f = f() f(2) f(n) Čia f(j) {,2,...,n}. Tą pačią perstatą f galima užrašyti n! skirtingais būdais, sukeitus vietomis lentelės stulpelius ( ) ( ) ( ) 2 3 4 2 4 3 2 4 3 = = 2 3 4 3 2 4 3 2 4 Kai pirmoje lentelės eilutėje yra kėlinys,2,...,n lentelė yra vadinamas keitinio standartine išraiška. 2.2. Perstatų transpozicijos Dviejų perstatų (f(),f(2),...,f(n)) elementų f(i) ir f(j) sukeitimas vietomis vadinamas jų transpozicija. Bet kurį kėlinį (j,j 2,...,j n ) galima gauti iš bet kurio kito tų pačių elementų {,2,...,n} kėlinio (i,i 2,...,i n ), atlikus baigtinį skaičių transpozicijų. Pavyzdžiui, 2.2.2 Kėlinių inversijos (,2,3,4,5) (5,2,3,4,) (5,4,3,2,) Skaičiai f(i) ir f(j) sudaro kėlinio (f(),f(2),...,f(n)) inversiją (netvarką), jei f(i) > f(j) ir i < j. Pavyzdžiui, kėlinio (,2,3,5,4) inversiją sudaro skaičiai 5 ir 4. Kitų inversijų šis kėlinys neturi. Kėlinys (, 3, 5, 2, 4) turi tris inversijas: (3,2), (5,2), (5,4). Kėlinys, turintis lyginį (nelyginį) inversijų skaičių, vadinamas lyginiu (nelyginiu). Teiginys. Atlikus vieną kėlinio transpoziją, iš lyginio kėlinio gausime nelyginį ir atvirkščiai. Įrodymas. Kai skaičiai i ir j yra gretimi, sukeitus juos vietomis gausime

2 DETERMINANTAI 7 arba panaikinsime vieną inversiją. Taigi šiuo atveju teiginys yra teisingas. Tarkime, kad turime (...,i,k,k 2,...,k s,j,...). Tada atliekant 2s+ transpozicijų tik su gretimais elementais, gausime kėlinį(...,j,k,k 2,...,k s,i,...). Kadangi 2s + yra nelyginis skaičius, kėlinio lyginumas pasikeis. Pavyzdys (,3,5,2,4) (,3,5,4,2). Buvo trys inversijos, dabar yra keturios: (3,2), (5,2), (5,4), (4,2). Iš n elementų {,2,...,n} galima sudaryti n! 2 kėlinių. lyginių ir tiek pat nelyginių 2.2.3 Perstatų lyginumas Keitinys vadinamas lyginiu (nelyginiu), kai jo eilučių inversijų suma yra lyginė (nelyginė). ( ) 2 3 4 Perstatos pirmoji eilutė inversijų neturi, o antroji turi tris 2 3 4 (2,), (3,), (4,). Taigi ( ši perstata yra ) nelyginė: +3 = 3. Ta pati perstata, 2 4 3 užrašyta tokiu būdu irgi yra nelyginė: 2 + 3 = 5. Jei ji ( 3 2 ) 4 2 4 3 išreikšta taip, eilučių inversijų suma yra 3+2 = 5. 3 2 4 Perstatos f eilučių inversijų sumą žymėsime I(f). 2.3 n-tosios eilės determinantai n-tosios eilės kvadratinės matricos A = a ij n n determinantu (žymėsime det A arba A ) vadinamas skaičius d = ( ) I(j,j 2,...,j n) a j a 2j2 a njn (j,j 2,...,j n) Sandaugos a j a 2j2 a njn yra vadinamos determinanto nariais. ( ) Kain = turime tik vieną keitinį, kurio antroji eilutė inversijų neturi.

2 DETERMINANTAI 8 Todėl det(a ) = ( ) a = a. T. y. skaičiaus determinantas yra pats skaičius. ( ) ( ) 2 2 Kain = 2 turime du skirtingus keitinius, ir determinanto 2 2 a a 2 a 2 a 22 nariai a a 22, a 2 a 2 įeina į sumą su pliusu ir minusu atitinkamai. a a 2 a 3 a 4 Ketvirtosios eilės determinantas a 2 a 22 a 23 a 24 a 3 a 32 a 33 a 34 a 4 a 42 a 43 a 44 turi 4! = 24 narius a j a 2j2 a 3j3 a 4j4 ; iš jų 2 įeina į sumą su ženklu (+) ir tiek pat su ( ). Pavyzdžiui, narys a 3 a 24 a 3 a 42 imamas su ženklu "pliusas": ( ) I(3,4,,2) = ( ) 4 =. 2.3. Determinantų savybės. deta T = deta Pastaba. Visos determinanto savybės, kurios galioja eilutėms, galioja ir stulpeliams. 2. Tarkime, kad kvadratinė matrica B gauta iš kvadratinės matricos A, sukeitus vietomis dvi jos eilutes. Tada detb = deta, t. y. šie du determinantai skiriasi tik ženklu. Išvada. Determinantas, turintis dvi vienodas eilutes, lygus nuliui. (Turime A = A A = ). a a 2... a n a a 2... a n........................ 3. λa i λa i2... λa in = λ a i a i2... a in........................ a n a n2... a nn a n a n2... a nn Išvada. Determinantas, turintis dvi proporcingas eilutes, lygus nuliui.

2 DETERMINANTAI 9 4. a a 2... a n............ a () i +a(2) i a () i2 +a(2) i2... a () in +a(2) in =............ a n a n2... a nn a 2... a n a a 2... a n........................ a a () i a () i2... a () in............ a n a n2... a nn + a (2) i a (2) i2... a (2) in............ a n a n2... a nn Išvada. Determinantas nesikeičia, jei prie vienos jo eilutės pridėti kitą jo eilutę. 2.3.2 Determinanto minorai ir adjunktai Tarkime, kad i i 2 i k n ir j j 2 j k n. Pasirinksime k ( k < n) n-tosios eilės determinanto eilučių i,i 2,...,i k ir k stulpelių: j,j 2,...,j k. Šių eilučių ir stulpelių sankirtoje gausime k-tosios eilės determinantą, kurį vadinsime minoru ir žymėsime M = M(i,i 2,...,i k ;j,j 2,...,j k ) = a i j a i j 2 a i j k a i2 j a i2 j 2 a i2 j k a ik j a ik j 2 a ik j k Pavyzdys 2 determinanto A = 3 5 4 6 8 minorai M(,2;,2) = 3, M(,2;2,3) = 2 3 5, M(2,3;,2) = 3 4 6 Išbraukus kvadratinės matricosai,i 2,...,i k eilutes beij,j 2,...,j k stulpelius, gausime n k-tosios eilės kvadratinę matricą. Jos determinantą vadinsime minorom papildomuoju minoru ir žymėsimem = M (i,i 2,...,i k ;j,j 2,...,j k ). Determinanto A minoro M(i,i 2,...,i k ;j,j 2,...,j k ) adjunktu vadinsime sandauga A M = ( ) i +i 2 +...+i k +j +j 2 +...+j k M (i,i 2,...,i k ;j,j 2,...,j k )

2 DETERMINANTAI determinanto A = 2 3 5 4 6 8 minoro M(,2;,2) = 3 papildomasis minoras M (,2;,2) = 8, adjunktas A M = ( ) +2++2 8 = 8. Teorema. Kiekvienos determinanto A sandaugos A M M(i,i 2,...,i k ;j,j 2,...,j k ) ženklas sutampa su to pačio nario a i j a i 2a 2 j i a n k j i n k j a i2 j 2a ik j k ženklu. Laplaso teorema. Jei pasirinkti k determinanto eilučių ir sudaryti visus galimus k-tosios eilės minorus M(i,i 2,...,i k ;j,j 2,...,j k ), tai j j 2 j k n A M M(i,i 2,...,i k ;j,j 2,...,j k ) = deta 2 determinanto A = 3 5 = 24 + ( 2) + 24 3 = 5 4 6 8 antrosios bei trečiosios eilučių minorai bei adjunktai yra M(2,3;,2) = 3 4 6 = 2, A(2,3;,2) = ( )2+3++2 2 = 2, M(2,3;,3) = 5 4 8 = 2, A(2,3;,3) = ( )2+3++3 ( ) =, M(2,3;2,3) = 3 5 6 8 = 6, A(2,3;2,3) = ( )2+3+2+3 =. TaigiA(2,3;,2)M(2,3;,2)+A(2,3;,3)M(2,3;,3)+A(2,3;2,3)M(2,3;2,3)= 2 ( 2)+ ( 2)+ ( 6) = 5 2.3.3 Determinanto skleidimo formulės Paimkime Laplaso teoremoje k =. Tai reiškia pasirinkti kurią nors vieną eilutę (arba sulpelį). Minorai M(i; j) sutampa su determinanto elementais a ij. Jų adjunktus žymėsime A ij. Iš Laplaso teoremos gauname deta = n a ij A ij = j= n a ij A ij i= Šios formulės yra vadinamos determinanto skleidiniais i-tosios eilutės ir j-tojo stulpelio elementais. Pastaba. Jei determinanto skleidimo formulėje paimti kurio nors stulpelio

2 DETERMINANTAI (eilutės) elementus ir kito sulpelio (eilutės) adjunktus, suma bus lygi nuliui. Įrodymas. Sudarykime tokį determinantą a a,j b a,j+ a n A j = a 2 a 2,j b 2 a 2,j+ a 2n a n a n,j b n a n,j+ a nn Šis determinantas yra lygus A j = n b i A ij. i= Paimkime vietoje elementų b, b 2,...,b n k-tojo stulpelio (k j elementus. Šis determinantas turės du vienodus stulpelius ir todėl jis lygus nuliui. Taigi n a ij A kj =, i k, j= n a ij A ik =, j k i= 2.3.4 Determinantų skaičiavimas. Skleidimo formulės taikymas ( ) + 3 5 6 8 +( ) ( )+2 5 4 8 2 3 5 4 6 8 = +2 ( )+3 3 4 6 = 6 2 24 = 5 2. Deteminanto savybių taikymas Atimkime iš determinanto antrojo stulpelio pirmąjį stulpelį, padaugintą iš 2: 2 D = 2 4 5 4 8 8 = 3 2 2 5 4 8 Dabar skeidžiame determinantą antrojo stulpelio elementais: D = ( 3) ( ) +2 2 5 4 8 = 3(6 2) = 2 3. Laplaso teoremos taikymas

2 DETERMINANTAI 2 Iš determinanto D = 2 2 2 2 4 pirmųjų dviejų eilučių elementų 3 5 3 galima sudaryti tik vieną nelygų nuliui minorą M = 2 2 = 2. Taigi D = M A M = 2( ) +2++2 2 4 3 = 2 ( 6 4) = 2. 2.4 Atvirkštinė matrica Apibrėžimas. A, kad Atvirkštine kvadratinei matricai A vadiname tokią matricą A A = A A = E Kvadratinė matrica gali turėti tik vieną atvirkštinę matricą. Įrodymas. Tarkime, kad A kita atvirkštinė matrica. Tada A = A E = A (AA ) = (A A)A = EA = A. Tarkime, kad deta = A. Tada A = A A A 2 A n A 2 A 22 A n2 A n A 2n A nn Čia A ij matricos A elementų adjunktai. Jie surašyti taip, kaip transponuotos matricos elementai. Įrodymas išplaukia is Laplaso teoremos. Jei deta = atvirkštinė matrica A neegzistuoja. Lema. det(ab) = detadetb Įrodymas. Tarkime, kad deta = ir A egzistuoja. Tada dete = = detadeta = ir gavome prieštarą. Raskime atvirkštinę matricą matricai 2 3

2 DETERMINANTAI 3 A = ( ) + 3 A 2 = ( ) +2 3 A 3 = ( ) +3 2.4. Matricinės lygtys 2 3 = 2, = 2, A 2 = ( ) 2+ 2 3 = 6, A 3 = ( ) 3+ 2 = 2, =, A 22 = ( ) 2+2 3 = 3, A 32 = ( ) 3+2 =, =, A 23 = ( ) 2+3 2 =, A 33 = ( ) 3+3 2 =, A A 2 A 3 2 6 2 A A A 3 A A = 2 A 22 A 32 2 2 2 A A A = 3 = 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 A 3 A A 23 A AX = B, X = A T B, XA = B, X = BA T Išspręskime ( matricines ) lygtis ( ) ( ) 2 2 2 AX =, YA =, kai A =. ( 2 3 ) 2 ( 3 ) ( 2 ) A = 2 2, X = A 3 = 2 2 3, ( 2 ) 4 ( ) 4 2 Y = A 2 3 = 3 2 7 4 A 33 A

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 4 3 Tiesinių lygčių sistemos 3. Apibrėžimai Tiesinių (pirmosios eilės) algebrinių m lygčių sistema su n nežinomaisiais x, x 2,..., x n a x +a 2 x 2 ++a n x n = b, a 2 x +a 22 x 2 ++a 2n x n = b 2, sistemos matrica A = a m x +a m2 x 2 ++a m2n x n = b m a a 2 a n a 2 a 22 a 2n, a m a m2 a mn nežinomųjų matrica stulpelis (vektorius) X =, dešinės pusės koeficentų vektorius (matrica stulpelis) B = sistemos matricinis pavidalas AX = B x x 2 x n x x 2 x n sistema suderintoji turi bent vieną sprendinį sistema sistema apibrėžtoji neapibrėžtoji turi lygiai turi daugiau, vieną sprendinį kaip vieną sprendinį (visada be galo daug) sistema nesuderintoji neturi nė vieno sprendinio 3.2 Sistema su kvadratine matrica n = m, A = a ij n n, D = deta = A.

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 5 3.2. Atvirkštinės matricos metodas deta, AX = B, X = A B Sistema turi vienintelį sprendinį (apibrėžta), kadangi atvirkštinė matrica yra vienintelė. { x+y = 2 x y = ( ) ( ) ( ) x 2 =, A = y ( ) ( ) ( A = 2 2 x, X = = 2 y 2 2 Taigi x =, y =. ( 2 2 2 ) ( ) x, X =, B = y ) ( ) ( ) 2 = 3.2.2 Kramerio formulės n A s b s s= n X = A B = A s2 b s A s=, x j = A jb +A 2j b 2 ++A nj b n deta n A sn b s s= a a 2 a,j b a,j+ a n a 2 a 22 a 2,j b 2 a 2,j+ a 2n a n a n2 a n,j b n a n,j+ a nn x j = deta { x+y = 2 = D j D x y = ( ) A =, D = 2, D = 2 = 2, x = D D 2 = 2 = 2, y = D 2 = 2 = D 2 D = 2 2 = ( 2 )

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 6 3.3 Sistemos elementarieji pertvarkiai Ekvivalenčios sistemos sistemos su tais pačiais kintamaisiais ir turinčios tas pačias sprendinių aibes. { x+y = 2 x y = x+y = 2 x y = 2x = 2 ( sudėtos lygtys ) 2y = 2 ( iš pirmosios lygties atimta antroji ) ) lygčių keitimas vietomis; 2) lygties abiejų pusių dauginimas iš nelygaus nuliui skaičiaus; 3) lygties keitimas jos bei kitos lygties suma. Elementariais pertvarkiais gaunama ekvivalenti sistema. 3.4 Gauso metodas Trapecinė sistema a x +a 2 x 2 ++a r x r ++a n x n = b a 22 x 2 ++a 2r x r ++a 2n x n = b 2 a rr x r ++a rn x n = b r = b r+ = b m Bet kuri tiesinių lygčių sistema yra ekvivelenti tam tikrai trapecinei sistemai.

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 7 Kair = m = n turime trapecinės sistemos atskirą atvejį trikampinę sistemą a x +a 2 x 2 +a 3 x 3+a r x r = b a 22 x 2 +a 3 x 3+a 2r x r = b 2 a r,r x r +a r,r x r = b r a rr x r = b r Tarkime, kad a rr. Tada iš paskutinės lygties gauname x r = br a rr. Jei a r,r x r iš priešpaskutinės lygties randame x r = b br r a r,r arr a r,r ir t. t. (Gauso metodo atvirkštinė eiga). Taigi kai visi pagrindinės įstrižainės koeficientai a ii, sistema turi vienintelį sprendinį (apibrėžtoji). Tarkime, kad a rr =. Jei b r sistema neturi sprendinių (nesuderintoji). Taigi jei trapecinėje sistemoje bent vienas koeficientas b r+, b r+2,, b m nelygus nuliui, sistema yra nesuderinta. Tarkime, kad a rr = b r =. Tai atitinka trapecinę sistemą su lygtimis a r,r x r +a r,r x r = b r ir = b r. Tokia sistema gali turėti be galo daug sprendinių (arba visai jų neturi, jei a r,r = a r,r = ir b r ). Gauso metodo idėja elementariais pervarkiais suvesti sistemą prie trikampinės (trapecinės). Gauso metodo pirmas žingsnis (a, priešingu atveju galima sukeisti vietomis lygtis (matricos eilutes)). a a 2 a n a 2 a 22 a 2n a m a m2 a mn a a 2 a n a 22 a 2n a m2 a mn a 2j = a a 2j a 2 j a, a 3j = a a 3j a 3 j a,, a mj = a a mj a m j a 2n Gauso metodo antrame žingsnyje nagrinėjame matricą, a m2 a mn kuri turi viena eilute mažiau. Taigi po m žingsnių gausime trapecinę (trikampinę) matricą. a. a 22

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 8 3.5 Matricos rangas a a n Sudarykime visus matricos A = r-tosios eilės minorus a m a mn a i j a i j 2 a i j r M r = M(i,i 2,,i r ;j,j 2,,j r ) = a i2 j a i2 j 2 a i2 j r. Pastebėkime, a irj a irj 2 a irj r kad r min{m,n}. Nagrinėsime visus nenlygius nuliui minorus M r. Didžiausias skaičius r (minoro eilė) yra vadinamas matricos rangu: rang A = max M r r 2 3 4 Matrica A = 5 6 7 8 turi keturis trečiosios eilės minorus. Jie 9 2 2 3 visi yra lygūs nuliui: 5 6 7 9 =, 2 4 5 6 8 9 2 =, 3 4 5 7 8 9 2 = 2 3 4, 6 7 8 2 =. Todėl rang A < 3. Matrica A turi C2 4 C3 4 = 24 antrosios eilės minorus. Kadangi ne visi jie yra lygūs nuliui (pavyzdžiui, M(,;,) = 2 5 6 = 4 ), rang A = 2. Matricos A ir B, gaunamos viena iš kitos elementariaisiais pertvarkiais, yra vadinamos ekvivalenčiomis. Žymime A B. Ekvivalenčiųjų matricų rangai yra lygūs. Įrodymas. Jei rang A tai egzistuoja matricos A r-tosios M(i,i 2,,i r ;j,j 2,,j r ), o visi r+-osios (ir aukštesnės) eilės minorai lygūs nuliui. Kadangi bet kuris matricos minoras, atliekant elementarius pertvarkius lieka lygus (arba nelygus, jei toks buvo) nuliui, tai rang B = r. Pastebėkime, kad visus elementarius pervarkius galima atlikti ne tik su matricos eilutėmis (tai atitinka tiesinių lygčių sistemos pertvarkius), bet ir su stulpelius (kadangi determinantas nesikeičia transponuojant matricą). Dar pastebėkime, kad galima šalinti matricos nulines eilutes bei stulpelius.

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 9 Bet kuri matrica A, rang A = r yra ekvivalenti r tosios eilės vienetinei matricai: A E r. 2 3 4 2 3 4 2 3 4 A = 5 6 7 8 4 4 4 4 9 2 4 4 4 4 ( ) ( ) ( ) 2 3 4 2 3 ( ) ( ) 3.6 Bazinio minoro metodas ( Tarkime, kad tiesinių lygčių sistemos a x +a 2 x 2 ++a n x n = b, a 2 x +a 22 x 2 ++a 2n x n = b 2, a m x +a m2 x 2 ++a m2n x n = b m ) ( matricos A = a ij m n rang A = r. Tai reiškia, kad egzistuoja r-tosios eilės minoras M r. (Šį minorą vadiname baziniu). Tarkime, kad M(,2,...,r;,2,...,r). (Priešingu atveju galima sukeisti vietomis sistemos lygtis bei pakeisti kintamųjų x, x 2,, x n numerius. Jei r < m sistemoje yra lygčių, kurios gali būti eliminuotos (pašalintos) elementariais pertvarkiais. Todėl paliekame sistemoje r lygčių. (Vėliau parodysime, kad tai padaryti visada galima, jei sistema yra suderintoji). Jei n = r turime sistemą su kvadratine matrica ir det A. Tokia sistema turi vienintelį sprendinį, kurį galima rasti Kramerio metodu. Išnagrinėkime atvejį, kai n > r ir perrašykime sistemą taip: a x +a 2 x 2 ++a r x r = b a,r+ x r+ a n x n, a 2 x +a 22 x 2 ++a 2r x r = b 2 a 2,r+ x r+ a 2n x n, a r x +a r2 x 2 ++a r2n x r = b r a r,r+ x r+ a rn x n Kintamuosius x r+, x r+2,, x n vadiname laisvaisias, o x, x 2,, x r baziniais. Taigi bazinių kintamųjų yra r = rang A, o laisvųjų kintamųjų )

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 2 yra n r. Pažymėkime δ j = b j n s=r+ a js x s. Kadangi M r, sistemą sprendžiame, taikydami Kramerio formules x j = a δ a ir M r a r δ r a rr, j =,2,...,r. Skleisdami šiuos determinantus j-tojo stulpelio elementais, gauname bendrojo sprendinio formules: x j = γj +γr+ j x r+ ++γj n x n, j =,2,...,r. Čia γj i, i = r +,r +2,...,n prikalauso tik nuo koeficientų a ij, o γj dar ir nuo b, b 2,, b r. Kai laisvieji kintamieji x r+,, x n įgyja konkrečias reikšmes, gauname sistemos atskirąjį sprendinį. Taigi kai bent vienas koeficientas γj i sistema turi be galo daug sprendinių. { x+y +z w = 2, x y z +w = { x+y = 2 z +w, x y = z w 2 z +w z w x = = 2 z +w z w y = = z +w x Bendrasis sprendinys y z = α+β α ; w β atskirieji sprendiniai,, 2.

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 2 3.7 Homogogeninė lygčių sistema n a ij x j =, i =,2,...,m. j= Homogeninė sistema visada suderinta (turi nulinį (trivialų) sprendinį). r = rang A, bendrasis sprendinys x j = δ r+ j x r+ +δ r+2 j x r+2 ++δj n, j =,2,...,r. Fundamentalioji sprendinių sistema δ r+ δ δ2 r+ r+2 δ δ r+2 r+3 δ 2 δ r+3 n δ 2 δ n n 2 δ n 2 δr r+ δr r+2 δr r+3 δr n δ n r,,,,, Pažymėję šiuos atskiruosius sprendinius H, H 2,, H n r, bet kurį homogeninės sistemos sprendinį galime užrašyti taip (x x 2 x n ) T = C H +C 2 H 2 ++C n r H n r, C j konstantos. Taigi homogeninė sistema turi vienintelį nulinį sprendinį tada ir tik tada, kai rang A = n. 3.8 Kronekerio ir Kapelio teorema n a ij x j = b i, i =,2,...,m. j= Sistemos matricaa = a ij m n, išplėstoji matrica(a B) = a a n b a 2 a 2n b 2 a m a mn b m Teorema. Tiesinių lygčių sistema yra suderinta tada ir tik tada, kai rang A = rang (A B)..

3 TIESINIŲ LYGČIŲ SISTEMOS 22 Sistema yra apibrėžta, kai rang A = n. Bendrojo sprendinio struktūra Nehomogeninės Homogeninės Nehomogeninės lygties lygties lygties bendrasis = bendrasis + atskirasis sprendinys sprendinys sprendinys