Линейная алгебра Примеры
S={[2-13103],[9-6-2321],[111001],[-314212]}S=⎧⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎨⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎩⎡⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣2−13103⎤⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥⎦,⎡⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣9−6−2321⎤⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥⎦,⎡⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣111001⎤⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥⎦,⎡⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣−314212⎤⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥⎦⎫⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎬⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎭
Этап 1
Запишем в виде расширенной матрицы для Ax=0Ax=0.
[291-30-1-61103-2140130200201031120]⎡⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣291−30−1−61103−2140130200201031120⎤⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥⎦
Этап 2
Этап 2.1
Умножим каждый элемент R1R1 на 1212, чтобы сделать значение в 1,11,1 равным 11.
Этап 2.1.1
Умножим каждый элемент R1R1 на 1212, чтобы сделать значение в 1,11,1 равным 11.
[229212-3202-1-61103-2140130200201031120]⎡⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣229212−3202−1−61103−2140130200201031120⎤⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥⎦
Этап 2.1.2
Упростим R1R1.
[19212-320-1-61103-2140130200201031120]⎡⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣19212−320−1−61103−2140130200201031120⎤⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥⎦
[19212-320-1-61103-2140130200201031120]
Этап 2.2
Выполним операцию над строками R2=R2+R1, чтобы сделать элемент в 2,1 равным 0.
Этап 2.2.1
Выполним операцию над строками R2=R2+R1, чтобы сделать элемент в 2,1 равным 0.
[19212-320-1+1⋅1-6+921+121-320+03-2140130200201031120]
Этап 2.2.2
Упростим R2.
[19212-3200-3232-1203-2140130200201031120]
[19212-3200-3232-1203-2140130200201031120]
Этап 2.3
Выполним операцию над строками R3=R3-3R1, чтобы сделать элемент в 3,1 равным 0.
Этап 2.3.1
Выполним операцию над строками R3=R3-3R1, чтобы сделать элемент в 3,1 равным 0.
[19212-3200-3232-1203-3⋅1-2-3(92)1-3(12)4-3(-32)0-3⋅0130200201031120]
Этап 2.3.2
Упростим R3.
[19212-3200-3232-1200-312-121720130200201031120]
[19212-3200-3232-1200-312-121720130200201031120]
Этап 2.4
Выполним операцию над строками R4=R4-R1, чтобы сделать элемент в 4,1 равным 0.
Этап 2.4.1
Выполним операцию над строками R4=R4-R1, чтобы сделать элемент в 4,1 равным 0.
[19212-3200-3232-1200-312-1217201-13-920-122+320-00201031120]
Этап 2.4.2
Упростим R4.
[19212-3200-3232-1200-312-1217200-32-127200201031120]
[19212-3200-3232-1200-312-1217200-32-127200201031120]
Этап 2.5
Выполним операцию над строками R6=R6-3R1, чтобы сделать элемент в 6,1 равным 0.
Этап 2.5.1
Выполним операцию над строками R6=R6-3R1, чтобы сделать элемент в 6,1 равным 0.
[19212-3200-3232-1200-312-1217200-32-12720020103-3⋅11-3(92)1-3(12)2-3(-32)0-3⋅0]
Этап 2.5.2
Упростим R6.
[19212-3200-3232-1200-312-1217200-32-12720020100-252-121320]
[19212-3200-3232-1200-312-1217200-32-12720020100-252-121320]
Этап 2.6
Умножим каждый элемент R2 на -23, чтобы сделать значение в 2,2 равным 1.
Этап 2.6.1
Умножим каждый элемент R2 на -23, чтобы сделать значение в 2,2 равным 1.
[19212-320-23⋅0-23(-32)-23⋅32-23(-12)-23⋅00-312-1217200-32-12720020100-252-121320]
Этап 2.6.2
Упростим R2.
[19212-32001-11300-312-1217200-32-12720020100-252-121320]
[19212-32001-11300-312-1217200-32-12720020100-252-121320]
Этап 2.7
Выполним операцию над строками R3=R3+312R2, чтобы сделать элемент в 3,2 равным 0.
Этап 2.7.1
Выполним операцию над строками R3=R3+312R2, чтобы сделать элемент в 3,2 равным 0.
[19212-32001-11300+312⋅0-312+312⋅1-12+312⋅-1172+312⋅130+312⋅00-32-12720020100-252-121320]
Этап 2.7.2
Упростим R3.
[19212-32001-113000-1641300-32-12720020100-252-121320]
[19212-32001-113000-1641300-32-12720020100-252-121320]
Этап 2.8
Выполним операцию над строками R4=R4+32R2, чтобы сделать элемент в 4,2 равным 0.
Этап 2.8.1
Выполним операцию над строками R4=R4+32R2, чтобы сделать элемент в 4,2 равным 0.
[19212-32001-113000-1641300+32⋅0-32+32⋅1-12+32⋅-172+32⋅130+32⋅0020100-252-121320]
Этап 2.8.2
Упростим R4.
[19212-32001-113000-16413000-240020100-252-121320]
[19212-32001-113000-16413000-240020100-252-121320]
Этап 2.9
Выполним операцию над строками R5=R5-2R2, чтобы сделать элемент в 5,2 равным 0.
Этап 2.9.1
Выполним операцию над строками R5=R5-2R2, чтобы сделать элемент в 5,2 равным 0.
[19212-32001-113000-16413000-2400-2⋅02-2⋅10-2⋅-11-2(13)0-2⋅00-252-121320]
Этап 2.9.2
Упростим R5.
[19212-32001-113000-16413000-2400021300-252-121320]
[19212-32001-113000-16413000-2400021300-252-121320]
Этап 2.10
Выполним операцию над строками R6=R6+252R2, чтобы сделать элемент в 6,2 равным 0.
Этап 2.10.1
Выполним операцию над строками R6=R6+252R2, чтобы сделать элемент в 6,2 равным 0.
[19212-32001-113000-16413000-2400021300+252⋅0-252+252⋅1-12+252⋅-1132+252⋅130+252⋅0]
Этап 2.10.2
Упростим R6.
[19212-32001-113000-16413000-24000213000-133230]
[19212-32001-113000-16413000-24000213000-133230]
Этап 2.11
Умножим каждый элемент R3 на -116, чтобы сделать значение в 3,3 равным 1.
Этап 2.11.1
Умножим каждый элемент R3 на -116, чтобы сделать значение в 3,3 равным 1.
[19212-32001-1130-116⋅0-116⋅0-116⋅-16-116⋅413-116⋅000-24000213000-133230]
Этап 2.11.2
Упростим R3.
[19212-32001-1130001-4148000-24000213000-133230]
[19212-32001-1130001-4148000-24000213000-133230]
Этап 2.12
Выполним операцию над строками R4=R4+2R3, чтобы сделать элемент в 4,3 равным 0.
Этап 2.12.1
Выполним операцию над строками R4=R4+2R3, чтобы сделать элемент в 4,3 равным 0.
[19212-32001-1130001-414800+2⋅00+2⋅0-2+2⋅14+2(-4148)0+2⋅000213000-133230]
Этап 2.12.2
Упростим R4.
[19212-32001-1130001-414800005524000213000-133230]
[19212-32001-1130001-414800005524000213000-133230]
Этап 2.13
Выполним операцию над строками R5=R5-2R3, чтобы сделать элемент в 5,3 равным 0.
Этап 2.13.1
Выполним операцию над строками R5=R5-2R3, чтобы сделать элемент в 5,3 равным 0.
[19212-32001-1130001-41480000552400-2⋅00-2⋅02-2⋅113-2(-4148)0-2⋅000-133230]
Этап 2.13.2
Упростим R5.
[19212-32001-1130001-41480000552400004924000-133230]
[19212-32001-1130001-41480000552400004924000-133230]
Этап 2.14
Выполним операцию над строками R6=R6+13R3, чтобы сделать элемент в 6,3 равным 0.
Этап 2.14.1
Выполним операцию над строками R6=R6+13R3, чтобы сделать элемент в 6,3 равным 0.
[19212-32001-1130001-4148000055240000492400+13⋅00+13⋅0-13+13⋅1323+13(-4148)0+13⋅0]
Этап 2.14.2
Упростим R6.
[19212-32001-1130001-414800005524000049240000-7160]
[19212-32001-1130001-414800005524000049240000-7160]
Этап 2.15
Умножим каждый элемент R4 на 2455, чтобы сделать значение в 4,4 равным 1.
Этап 2.15.1
Умножим каждый элемент R4 на 2455, чтобы сделать значение в 4,4 равным 1.
[19212-32001-1130001-414802455⋅02455⋅02455⋅02455⋅55242455⋅000049240000-7160]
Этап 2.15.2
Упростим R4.
[19212-32001-1130001-414800001000049240000-7160]
[19212-32001-1130001-414800001000049240000-7160]
Этап 2.16
Выполним операцию над строками R5=R5-4924R4, чтобы сделать элемент в 5,4 равным 0.
Этап 2.16.1
Выполним операцию над строками R5=R5-4924R4, чтобы сделать элемент в 5,4 равным 0.
[19212-32001-1130001-41480000100-4924⋅00-4924⋅00-4924⋅04924-4924⋅10-4924⋅0000-7160]
Этап 2.16.2
Упростим R5.
[19212-32001-1130001-414800001000000000-7160]
[19212-32001-1130001-414800001000000000-7160]
Этап 2.17
Выполним операцию над строками R6=R6+716R4, чтобы сделать элемент в 6,4 равным 0.
Этап 2.17.1
Выполним операцию над строками R6=R6+716R4, чтобы сделать элемент в 6,4 равным 0.
[19212-32001-1130001-4148000010000000+716⋅00+716⋅00+716⋅0-716+716⋅10+716⋅0]
Этап 2.17.2
Упростим R6.
[19212-32001-1130001-41480000100000000000]
[19212-32001-1130001-41480000100000000000]
Этап 2.18
Выполним операцию над строками R3=R3+4148R4, чтобы сделать элемент в 3,4 равным 0.
Этап 2.18.1
Выполним операцию над строками R3=R3+4148R4, чтобы сделать элемент в 3,4 равным 0.
[19212-32001-11300+4148⋅00+4148⋅01+4148⋅0-4148+4148⋅10+4148⋅0000100000000000]
Этап 2.18.2
Упростим R3.
[19212-32001-113000100000100000000000]
[19212-32001-113000100000100000000000]
Этап 2.19
Выполним операцию над строками R2=R2-13R4, чтобы сделать элемент в 2,4 равным 0.
Этап 2.19.1
Выполним операцию над строками R2=R2-13R4, чтобы сделать элемент в 2,4 равным 0.
[19212-3200-13⋅01-13⋅0-1-13⋅013-13⋅10-13⋅000100000100000000000]
Этап 2.19.2
Упростим R2.
[19212-32001-10000100000100000000000]
[19212-32001-10000100000100000000000]
Этап 2.20
Выполним операцию над строками R1=R1+32R4, чтобы сделать элемент в 1,4 равным 0.
Этап 2.20.1
Выполним операцию над строками R1=R1+32R4, чтобы сделать элемент в 1,4 равным 0.
[1+32⋅092+32⋅012+32⋅0-32+32⋅10+32⋅001-10000100000100000000000]
Этап 2.20.2
Упростим R1.
[192120001-10000100000100000000000]
[192120001-10000100000100000000000]
Этап 2.21
Выполним операцию над строками R2=R2+R3, чтобы сделать элемент в 2,3 равным 0.
Этап 2.21.1
Выполним операцию над строками R2=R2+R3, чтобы сделать элемент в 2,3 равным 0.
[19212000+01+0-1+1⋅10+00+000100000100000000000]
Этап 2.21.2
Упростим R2.
[19212000100000100000100000000000]
[19212000100000100000100000000000]
Этап 2.22
Выполним операцию над строками R1=R1-12R3, чтобы сделать элемент в 1,3 равным 0.
Этап 2.22.1
Выполним операцию над строками R1=R1-12R3, чтобы сделать элемент в 1,3 равным 0.
[1-12⋅092-12⋅012-12⋅10-12⋅00-12⋅00100000100000100000000000]
Этап 2.22.2
Упростим R1.
[1920000100000100000100000000000]
[1920000100000100000100000000000]
Этап 2.23
Выполним операцию над строками R1=R1-92R2, чтобы сделать элемент в 1,2 равным 0.
Этап 2.23.1
Выполним операцию над строками R1=R1-92R2, чтобы сделать элемент в 1,2 равным 0.
[1-92⋅092-92⋅10-92⋅00-92⋅00-92⋅00100000100000100000000000]
Этап 2.23.2
Упростим R1.
[100000100000100000100000000000]
[100000100000100000100000000000]
[100000100000100000100000000000]
Этап 3
Используем полученную матрицу для описания окончательного решения системы уравнений.
x1=0
x2=0
x3=0
x4=0
0=0
0=0
Этап 4
Запишем вектор решения, найдя решение через свободные переменные в каждой строке.
[x1x2x3x4]=[0000]
Этап 5
Запишем в виде множества решений.
{[0000]}