Matris anlayışı



Yüklə 1,75 Mb.
səhifə5/5
tarix31.12.2021
ölçüsü1,75 Mb.
#49721
növüYazı
1   2   3   4   5
Xətti cəbr və anal.hən.-VH- 1

4.



5.



6.



7.




Aşağıdakı matrislərin növünü təyin edin:


8.



9.



10.



11.




Aşağıdakı matrisləri transponirə edin.



12.



13.

.


Aşağıdakı matrislərin xətti kombinasiyasını tapın:



14.

, , ?

15.

, ,

16.

, ,

17.




Aşağıdakı matrisləri pilləvari şəklə gətirin.


18.



19.



20.




Aşağıdakı matrislərin hasillərini tapın.


21.



22.



23.



24.



25.



26.



27.



28.



29.



30.



31.



32.

.


və matrisləri verildikdə və hasillərini tapın (əgər müm­kün­dürsə).


33.

,

34.

,


35. , , matrisləri verilmişdir.

xassəsinin doğru olduğunu yoxlayın.


§3. İki və üçtərtibli determinantlar
İstənilən -tərtibli kvadrat matrisinə onun elementlərindən düzəl­miş və determinant (ayırddedici) adlanan ədəd qarşı qoymaq müm­kündür.

Birtərtibli kvadrat matrisini təşkil edən ədədinə onun determinantı (və ya birtərtibli determinant) deyilir və və ya kimi işarə olunur: .

İkitərtibli kvadrat

matrisinin elementlərindən düzəldilmiş ifadəsinin bərabər olduğu ədəd matrisinin determinantı (və ya ikitərtibli determinantı) adlanır və





  (1)

kimi yazılır. (1) ifadəsində və hasillərinə ikitərtibli determinantın hədləri deyilir. ifadəsinə determinan­tın açılışı vəya qiyməti deyilir.

Üçtərtibli matrisinin deter­minantı (və ya üçtərtibli determinantı) isə aşağıdakı ədədə deyilir və ilə işarə olunur:





. (2)

(2) bərabərliyinin sağ tərəfi determinantın elementlərindən düzəl­dilmiş altı həddən ibarətdir. Hər bir toplanana matrisin hər sətir və hər sütunundan ancaq və ancaq bir ünsür da­xil­dir. Determinantın (2) açılışındakı hədlərin ifadəsi və işarəsi üçbucaq qaydası adlanan aşağıdakı sxemlərlə müəyyən olunur.




Misal 1. .
4. Minor və cəbri tamamlayıcı
-tərtibli determinantin hər hansı ele­men­ti­nin durduğu sətir və sütun elementlərini poz­­duqda alınan bir tərtib aşağı, yəni tərtibli determinant bu elementin minoru adlanır və ilə işarə edilir. Determinantın elementinin minorunun ədədinə hasi­li həmin elementin cəbri tamamlayıcısı adlanır və kimi işarə edilir:


.


Misal 1. matrisinin elementinin minor və cəbri tamamlayıcısını tapaq:

; .

Teorem (Laplas teoremi). İstənilən determinantın qiyməti sətir və ya sütun elementlərinin uyğun cəbri tamamlayıcıları hasillərinin cəminə bərabərdir.

Məsələn, üçtərtibli determinantın sətir ünsürləri üçün aşağıdakı düsturlar döğrudur:




.



Bu bərabərliklər üçtərtibli determinantın uyğun sətir element­ləri üz­­rə ayrılışları adlanır.

Bu teoremi ardıcıl tətbiq etməklə yüksək tərtibli determi­nantları tər­tib­lərini azaltmaqla üç və ikitər­tibli determi­nantlara gətirməklə hesab­lamaq olar.

§5. Determinantın əsas xassələri
Determinantın tərtibi artdıqca onun elementlərinin və hədlərinin sayı artır. -tərtibli determinantın sayda elementi və sayda həddi var. Buna görə də yüksək tərtibli determinantları hesablamaq üçün böyük hesablama işi aparmaq lazım gəlir. Determinantların hesablanmasını asanlaşdıran bir sıra xassələri vardır.

Xassə 1.Determinantın bütün sətirlərini uyğun sütunlarla yerlərini dəyişdikdə onun qiyməti dəyişmir:

.

Hər bir determinantın sətirləri ilə sütunları eyni hüquqludur.Buna görə də determinantın bundan sonrakı xassələ­rini ancaq sətirləri və ya sütunları üçün söyləmək kifayətdir.



Xassə 2. Determinantın istənilən iki sətrinin yerini dəyişdikdə onun işarəsi dəyişir:

.

Xassə 3. İki sətri eyni olan determinant sifra bərabərdir:

.

X4. Determinantın istənilən bir sətrinin ele­ment­lə­ri­nin ortaq vuru­­ğunu determinant işarəsi xaricinə cıxarmaq olar.

.

Nəticə. Determinantı bir ədədə vurmaq üçün determinantın hər hansı bir sətrini həmin ədədə vurmaq lazımdır.

Nəticə. Determinantın hər hansı bir sətrinin bütün elementləri sıfır olduqda determinant sifra bərabərdir.

Xassə 5. Determinantın mütənasib olan sətirləri varsa, onda determinant sifra bərabərdir:

.

Xassə 6.Determinantın hər hansı bir sətrinin bütün elementləri iki toplanandan ibarət olduqda, onu iki determinantın cəmi şəklində yazmaq olar, belə ki, bu determinantların birində həmin sətir elementləri olaraq birinci , digərində isə ikinci toplanan­lardan ibarət olur:

.

Xassə 7. Determinantın hər hansı bir sətir elementlərini müəyyən bir ədədə vurub başqa sətrinin uyğun elementləri ilə topladıqda, onun qiyməti dəyiş­məz:

.

Xassə 8.Determinantın hər hansı sətir (sütun) elementlərinin digər sətrin (sütunun) uyğun elementlərinin cəbri tamamlayıcıla­rına hasilləri cəmi sifra bərabərdir. Məsələn, üçtərtibli determinant üçün



...........................................

doğrudur.

Xassə 9.İstənilən eyni tərtibli kvadrat və matrisləri üçün bərabərliyi doğrudur.



Diaqonal matrisin determinantı onun baş diaqonal ele­ment­ləri­nin hasilinə bərabərdir.


Sərbəst çalışmalar
Determinantları hesablayın:


2.



3.



4.



5.



6.



7.

,

8.



9.



10.




Tənlikləri həll edin:


11.



12.



13.




Bərabərsizlikləri həll edin:


14.

.

15.

.


Aşağıdakı determinantları ixtiyari sətir və ya sütununun ayrı­lı­şına görə hesab­­­layın:


16



17.



18.




Aşağıdakı matrislərin minorlarını tapın:


19.

1-ci tərtib minorları

20.

2-ci tərtib minorları

Aşağıdakı determinantların bütün elementlərinin cəbri tamam­layıcılarını tapınn:


21.



22.





§6. Matrisin ranqı
ölçülü matrisinin ixtiyari sayda sətrinin sayda sütunu ilə kəsişdiyi elementlər - tərtibli bir kvadrat matris təşkil edir, burada . Bu - tərtibli matrisin determinantına matrisinin -tərtibli minoru deyilir və ilə işarə edilir.

Tərif. matrisinin sıfırdan fərqli ən yüksək tərtibli minorunun tərtibinə həmin matrisin ranqı deyilir və və ya ilə işarə edilir.

Tərifdən alırıq ki, matrisinin ranqı üçün bərabərsizliyi doğrudur.

matrisinin ranqı olarsa, onun sıfırdan fərqli -tərtibli minoru vardır. matrisinin ranqı olduqda onda tərtibi -dən böyük olan bütünn minorları sıfra bərabərdir.

Tərtibi matrisin ranqını müəyyən edən minor bazis minoru adlanır. Matrisin bir neçə bazis minoru ola bilər. Matrisin bazis minorunun sətirlərinə (sütunlarına) uyğun sətirləri (sütunları) bazis sətirləri (bazis sütunları) adlanır.

Teorem. (bazis minoru haqqindakı teorem) Matrisin bazis sətirləri (bazis sütunları) xətti asılı deyildir. matrisinin ixtiyari sətri (sütunu) onun bazis sətirlərinin (bazis sütunlarının) xətti kombinasiyasıdır.

Matrisin ranqını iki qayda ilə tapacağıq.

1 (Haşiyələnən minorlar üsulu). Birinci üsulda seçmə yolu ilə matrisin sıfırdan fərqli ən yüksək tərtibli minorunu tapırlar. Əvvəlcə ixtiyari birtərtibli minoru (yəni matrisin sıfırdan fərqli elementi) axtarılır. Əgər belə minor yoxdursa, onda verilmiş matris sıfır matrisdir və . Sonra minorunu öz daxilinə alan minoru tapılanadək ikitərtibli minorlar hesablanır. Əgər belə minor (yəni sıfırdan fərqli olan ikitərtibli) yoxdursa, onda , əks halda və s. Bu qayda ilə matrisin ranqını axtararkən hər addımda cəmi bircə tərtibli sıfırdan fərqli minoru tapmaq kifayətdir və onu ancaq minorunu öz daxilinə alan minorlar içərisində axtarmaq lazımdır.

2.İkinci üsul isə matrisin ranqını matrislər üzərində elementar çevirmələr aparmaq vasitəsilə təyin etməkdir.

Matris ranqının xassələrini qeyd edək:

1.Elementar çevirmələr matrisin ranqını dəyişmir.

2.Elementar çevirmələr vasitəsilə matris pilləvari şəklə gəti-

rilər­sə, onda onun sıfırdan fərqli sətirlərinin sayı, elə verilmiş matrisin ranqı olacaqdır.

3.Əgər elementar çevirmələr vasitəsilə matris diaqonal şəklə



gətirilibsə,onda bu matrisin ranqı baş diaqonalda olan sıfırdan fərqli elementlərin sayına bəra­bərdir.
Misal 1. Aşağıdakı matrisin ranqını haşiyələnən minorlar üsulu ilə tapın:

.

Həlli: , , , olduğu üçün .

Misal 2. Elementar çevirmələr vasitəsilə aşağıdakı matrisin ranqını tapın:



Həlli: .

Alınmış pılləvari matris sıfırdan fərqli iki sətir saxlayır, deməli .



Sərbəst çalışmalar
Aşağıdakı matrisin ranqını haşiyələnən minorlar üsulu ilə tapın:


3.



4.



5.

.


Aşağıdakı matrislərin ranqını elementar çevirmələr ilə tapın:


6



7



8




§7. Tərs matris
Tərif. Əgər -tərtibli kvadrat matrisi üçün elə -tərtibli kvadrat matrisi varsa ki,



olsun, onda matrisinə matrisinin tərsi deyilir.

Bu halda matrisi də matrisinin tərsidir: , yəni və qarşılıq­lı tərs matrislərdir.

Determinantı sıfra bərabər olan kvadrat matrisinə cırlaşmış (və ya məxsusi) matris, əks halda isə cırlaşmamış (və ya qeyri-məxsusi) matris deyilir.

Teorem (tərs matrisin varlığı üçün zəruri və kafi şərt). Veril­miş matrisi­nin tərs mat­risi olması üçün onun cırlaş­ma­yan olması zəruri və kafi şərtdir.

Xüsusi halda iki və üç tərtibli cırlaşmayan matrislərin tərsi uyğun olaraq aşa­ğı­da­kı düsturlarla təyin olunur:


, ,

burada və ya ilə matrisinə uyğun deter­minantın ele­men­tinin cəbri tamamlayıcısı işarə olunmuşdur.

Tərs matrisin hesablanması aşağıdakı qayda ilə aparılır:


  1. Verilmiş matrisin determinantı tapılır. Əgər olarsa,

onda cırlaşmış olar və tərs matris yoxdur. Əgər olarsa, onda cırlaşmamış matrisdir və onun tərs matrisi var. Bu tərs matris aşağıdakı qayda ilə tapılır.

2. matrisinin transponirə olunmuş matrisi tapılır.

3. Transponirə olunmuş matrisin bütün elementləri uyğun cəbri

tamamlayıcıları ilə əvəz edilir.

4.Alınmış sonuncu matrisin bütün elementləri -ya bölünür.

Cırlaşmamış matrislər üçün aşağıdakı xassələr doğrudur:

1. , 2. ,

3. 4. .

Misal 1. matrisinin tərsini hesablayın.

Həlli. Verilmiş matrisin determinantı ol­du­ğuna gö­rə, o cırlaşmayandır, yəni onun tərsi var. Matrisin ele­ment­lərinin cəbri tamam­layı­cılarını hesablayaq:

, , , .

Beləliklə,



.

Nəticənin doğruluğunu yoxlayaq:



.


Sərbəst çalışmalar
Aşağıdakı matrislərin tərsini tapın:


2.



3.



4.



5.



6.



7.




§1. Xətti tənliklər sistemi haqqında

ümumi anlayış
Tutaq ki, məchullu xətti tənliklər sistemi verilmişdir:

(1)

Verilən sistem olduqda bircins,

ədəd­lərindən­ heç olmasa biri sıfırdan fərqli olduqda isə bircins olmayan xətti tənliklər sistemi adlanir.

Məchullarin (1) sisteminin hər bir tənliyini ödəyən ədədlər çoxluğuna onun həlli deyilir.Həlli olan sistem uyuşan (və ya birgə), həlli olmayan sistem isə uyuşmayan (və ya birgə olmayan) sistem adlanır. Uyuşan sistemin yeganə həlli olduqda ona müəyyən, iki və ya daha çox həlli olduqda isə qeyri-müəyyən sistem deyilir.


§2. Xətti tənliklər sisteminin matris şəkli

və onun həlli
(1) (§1.) sistemini ( ) matris tənlik adlanan

şəklində yaza bilərik, burada



; ;

işarələmələri aparılmışdır. -dəyişənlərin əmsallarından düzəldil-

­miş matris (və ya sistemin əsas matrisi), -dəyişənlərin sütun matrisi, isə sərbəst hədlərin sütun matrisidir.

Bu tən­likdən matrisini tapmaq tələb olunur. matrisinin determinantı olarsa, onda tərs matrisi var, bu halda verilmiş tənliyin hər iki tərəfini soldan matrisinə vursaq, matrisini taparıq:



Eyni qayda ilə və tənliklərinin də həllini, uyğun olaraq, aşağıdakı kimi tapmaq olar:







Xətti tənliklər sisteminin göstərilən qayda ilə həlli onun matris üsulu ilə həlli deyilir.



Misal 1. matris tənliyini həll edin.

Həlli: Matris tənliyi ümumi şəkildə kimi yaza bilərik, onda :

, onda ,

.

Misal 2. tənliklər sistemini matris üsul ilə həll etməli.


Məsələnin MatLab mühitində həlli:




;

% və ya

0.5200 0.0800 1.6400



§3. Kramer qaydası
Tutaq ki, xətti tənliklər sistemində tənliklərin və dəyişən­lərin sayı bərabərdir. Onda sistemin matrisi kvadrat matris olur və onun determinantı siste­min əsas determinantı adlanır.

Xüsusi halda, əvvəlcə ikiməchullu iki xətti tənliklər sis­teminin, yəni



, (1)

şəklində tənliklər sisteminin həllinə baxaq. Burada dəyişənlərin əmsal­larından heç olmasa biri sıfırdan fərqlidir. Bu sistemi həll etmək üçün birinci tənliyi -yə, ikincini isə -yə vurub onları toplayıb dəyişənini yox edək. Sonra birinci tənliyi -ə, ikincini isə -ə vurub toplasaq, dəyişənini yox edək. Nəticədə belə bir sistem alarıq:



. (2)

Mötərizədəki ifadələr sistemin determinantıdır:



.

Belə bir işarələmə aparaq:



, .

və determinantları (1) sisteminin köməkçi deter­minant­ları adlanırlar. Beləliklə, (2) sistemi aşağıdakı şəklə düşər:

.

Alınan bu sistemdən görünür ki, əgər sistemin determinantı -dırsa, onda (1) sistemin yeganə həlli var və bu həll




,

düsturları ilə tapılır. Bu düsturlar Kramer düsturları adlanır.

Beləliklə, aşağıdakı teorem isbat edildi.

Teorem. Xətti tənliklər sisteminin əsas determinantı sıfır­dan fərqli olduqda onun yeganə həlli var və həmin həll Kramer düsturları vasitəsilə tapılır.

Əgər və (və ya ) olarsa, onda alınır və (1) sistemi uyuşmayan­ olur.

Əgər olarsa, onda alınır və (1) sistemi qeyri-müəyyən olur və sonsuz sayda həllə malik olur .

İndi isə tutaq ki, üç məchullu üç xətti tənliklər sistemi verilmişdir:



. (3)

Bu sistemin də olduqda yeganə




(4)

həlli vardır. (4) düsturlarına Kramer düsturları deyilir.

Burada

determinantına (3) sisteminin əsas determinantı,



, ,

determinantları isə köməkçi determinantlar adlanır.



Misal 1. Aşağıdakı xətti tənliklər sistemini Kramer üsulu ilə həll edin:

.

Həlli. Sistemin əsas və köməkçi determinantlarını hesablayaq:

, ,

, .

olduğuna görə, sistem yeganə həllə malikdir. Kramer qaydasına görə:

, , .

Misal 2. xətti tənliklər sistemini Kramer üsulu ilə həll edin.




§4. Xətti tənliklər sisteminin Qauss üsulu ilə həlli
Xətti cəbri tənliklər sisteminin ən universal və effektli həll üsul­ların­dan biri Qauss üsuludur. Bu üsula bəzən məchulları ardıcıl yoxetmə üsulu da deyirlər. Xətti tənliklər sisteminin Qauss üsulu ilə həllində tənliklər sisteminin ekvivalentliyi (eynigüclüyü) nəzəriyyəsinin bu esul ilə bağlı olan bəzi məsələlərini qeyd edək. Yəni verilmiş xətti tənliklər sisteminin həlli və araşdırılması zamanı verilən sistem üzərində elə çevirmələr aparmaq olar ki, alınmış sistem əvvəlki sistemə nəzərən daha sadə şəkildə olur. Eyni zamanda əvvəlki sistemlə eynigüclü olur. Təniklər üzərində aparılan çevirmələrə elementar çevirmələr deyilir. Bu çevirmələr aşağıdakılardır:

1. Sistemin tənliklərindən bir və ya bir neçəsinin hər iki tərəfindəki bütün hədlərini ədədinə vurmaq və ya bölmək.

2. Sistemin tənliklərində hədlərin yerini dəyişmək.

3. Sistemin tənliklərinin yerini istənilən qayda ilə dəyişmək.

4. Sistemin ixtiyari bir tənliyini hər hansı bir ədədə vurub, nəticəni sistemin başqa bir tənliyi ilə toplamaq və ya çıxmaq.

Sadəlik üçün dördməchullu dörd xətti tənliklər sisteminə baxaq:



(1)

Tutaq ki, , əks halda olarsa, onda tənliklərin yerini elə dəyişirik ki, məchulunun əmsalı sıfırdan fərqli olsun.

Düz addım. Bu mərhələdə sistem pilləvari hala (xüsusi halda, üçbucaq hala) gətirilir. Tənliklər üzərində elementar çevirmələr vasitəsi ilə birinci tənliyi saxlamaq şərti ilə sistemin qalan bütün tənliklərindən məchulunu yox edək. (1) sistemin birinci tən­li­yini -ə vurub və alınan tənlikdən ikinci tənliyi tərəf-tərəfə çıxaq, sonra birinci tənliyi -ə vurub alınan tənlikdən üçüncü tənliyi tərəf-tərəfə cıxaq və nəha­yət, birinci tənliyi -ə vurub alınan tənlikdən dördüncü tənliyi tərəf-tərəfə çıxsaq, nəticədə aşağıdakı sistemi almış olarıq:

(2)

Burada , birinci addımdan sonra əmsalların və sağ tərəflərin alınmış yeni qiymətləridir.

Analoji olaraq, olmasını nəzərə almaqla sistemin birin­ci və ikinci tənliklərindən başqa bütün qalan tənliklərindən məchu­lunu yox edək. Prosesi mümkün hala qədər bu qayda ilə davam etdirmək lazımdır.

Əgər (1) sisteminin pilləvari hala gətirilməsi prosesində



şəklində tənlik alınarsa, onda həmin tənliyi sistemdən kənar etmək lazımdır. Müəyyən addımlardan sonra sistemin heç olmasa bir tənliyi



şəklində olarsa, onda (1) sistemi uyuşan deyil.

Tərs addım. Bu addımda pilləvari sistemin həllini tapmaq tələb olunur. Pilləvari sistem, ümumiyyətlə, sonsuz sayda həllər çoxlu­ğuna malikdir. Əgər pilləvari sistem üçbucaq şəklində olarsa, onda verilən sistem yeganə həllə malik olur. Bu halda sonuncu tənlikdən məchulunu, axırıcı tənlikdən əvvəlkindən məchulunu və bu qayda ilə sistem üzrə geri qayıdaraq qalan məchullarını tapırıq.

(1) (§1) sistemindəki dəyişənlərin əmsalları ilə sərbəst hədlərdən düzəldilmiş və genişlənmiş matris adlanan



matrisini düzəldək.

Teorem (Kronekker-Kapelli). (1) sisteminin uyuşan olması üçün onun genişlənmiş matrisinin ranqının əsas matrisin ranqına bərabər olma­sı ( ) zəruri və kafidir.

Belə ki,



1) olduqda (1) sistemi uyuş-

mayan­dır,



2) olduqda (1) sistemi uyuşandır və bu halda,

sis­temin ranqı sis­temdəki məchulların sayını aşmır, yəni və ola bilər:



a) ( -məchulların sayıdır) olduqda, sistemin

həlli yeganədir və həmin həll Kramer düsturları vasitəsilə tapılır,



b) olduqda isə sistemin həlli

sonsuz saydadır və bu həll belə bir sxem üzrə hesablanır: olduqda, sistemin həllini tap­maq üçün onun əsas matrisinin ­ tərtibli hər hansı bir bazis minoruna uy­ğun sayda tənliyindən yeni sistem qurulur. Həmin sistemdən, əmsalları bazis minorun elementləri olan, sayda məchullar (bazis dəyişənləri) qalan say­da məc­hul­lardan (sərbəst dəyişən­lər­dən) asılı şəkildə tapılır.


Misal 3. Aşağıdakı xətti tənliklər sistemini Qauss üsulu ilə həll etməli:

.

Həlli.



Misal 4. tənliklər sistemini Qauss üsulu ilə həll edin.
Misal 5. Tənliklər sistemini Qauss üsulu həll etməli:

.

Həlli. Sistemin genişlənmiş matrisi üzərində elementar çevir­­mə­lə­ri aparsaq, alarıq:



~ ~

~ ~ .

Beləliklə, verilən sistem pilləvari sistemə çevrildi:

.

Onda sistemin ümumi həlli , olar. Əgər, məsələn, , qəbul etsək, sistemin xüsusi həllərini alarıq: , , ,


§5. Bircins xətti tənliklər sistemi
Tutaq ki, bircins

(1)

xətti tənliklər sistemi verilmişdir. Aydındır ki, (1) sistemi olduğuna gö­rə həmişə uyuşandır və onun sıfır (trivial) həlli var.



Teorem. (1) sisteminin sıfırdan fərqli həllinin olması üçün onun determi­nantının sıfra bırabər olması zəruri və kafidir.

Əgər sistemin matrisinin ranqı dəyişənlərin sayına bərabərdirsə (ranq(A)=n), onda bircins xətti tənliklər sisteminin yalnız trivial həlli var. Əgər olarsa, onda olar, bu halda bircins sistem sıfırdan fərqli sonsuz sayda həllə malik olur.

Tutaq ki, bircins üç məchullu üç xətti tənliklər sistemi verilmişdir:

.

Burada aşağıdakı hallar mümkündür:

a) əgər -dırsa, onda sistemin yeganə həlli var,

b) əgər və determinantın ikinci tərtib minorlarından

biri sıfırdan fərqlidirsə, onda tənliklərdən biri digər ikisinin nəticəsi olur və sistem üç­məc­hul­lu iki tənlikdən ibarət olur, bunun isə sıfırdan fərqli sonsuz sayda həlli var,



с) əgər və determinantın bütün ikinci tərtib minorları sıfra bə­rabərdirsə, onda sistem üçməchullu bir tənliyə çevrilir və onun da sıfırdan fərqli sonsuz sayda həlli olur.

Qeyd edək ki, bircins sistemin sıfırdan fərqli həlləri içərisində elə həllər vardır ki, onlar vasitəsilə digər həllər ifadə olunur. Bu sıfırdan fərqli həllər fundamental (bazis) həllər adlanır. Bu həlləri necə tapmalı?

Bircins sistemn həlləri o zaman xətti asılı adlanır ki, bu həllərin xətti kombinasiyası yalnız və yalnız olduqda sıfır həllə malik olsun.

Bircins sistemin həllər toplusu aşağıdakı şərtlər daxilində fundamental həllər sistemi (fhs) adlanır:



  1. bu toplu xətti asılıdır,

  2. bircins sistemin hər bir həlli bu toplu vasitəsilə xətti

ifadə olunur.

Teorem ( fundamental həllər sisteminin sayı haqqında). Əgər

sistemin matrisinin ranqı dəyişənlərin sayından kiçikdirsə ( ) , onda fundamental həllər sistemi ( ) həllə malik olur.


Misal 6. Bircins xətti tənliklər sistemini həll etməli:

a) , b) , c)



Həlli. a)Sistemin əsas determinantı oldu-ğu üçün sistemin yeganə sıfır həlli var: .

b) Verilən sistemin əsas determinantı oldu­ğun­dan, onda sis­tem sıfırdan fərqli həllə malik olur. Ancaq , onda əsas mat­ri­sin ranqı 2-yə bərabər olur. Qeyd edək ki, ikinci tərtib determinantı həm də bazis minorudur. Bu bazis minoru birinci və ikinci tənliyin və məchulla­rının əmsallarından düzəldiyindən, onda verilən sistem



sistemi ilə eynigüclü olar. -i məlum hesab edərək sistemi Kramer üsulu ilə həll etsək,



,

alarıq. Beləliklə, verilən sistemin həlli şəklində olar.

c) Sistemin matrisini pilləvari şəklə gətirək:

.

Onda .

Beləliklə, (fhs) həllə malikdir; iki bazis dəyişən (məsələn, və ) və iki sərbəst dəyişən var: , . Sonun­cu matrisə əsasən verilən sistemi onunla ekvivalent olan sistemlə əvəz edək:



Nəticədə, ümumi həll ( , şək­linə malik olur. , olarsa, onda , , əgər , olarsa, onda , olar. Beləliklə, verilən bir­cins sistemin iki və kimi xüsusi həllini almış oluruq, bunlar isə fundamental həllər sistemini təşkil edirlər. Verilən sistemin bütün həlləri fhs vasitəsilə ( ) düsturu ilə ifadə olunur.


Sərbəst çalışmalar
Aşağıdakı matris tənlikləri həll edin:


7.



8.



9.



10.



11.



12.




Aşağıdakı xətti tənliklər sistemini matris üsulu ilə həll edin:


13.

.

14.

.


Aşağıdakı xətti tənliklər sistemini Kramer üsulu ilə həll edin:


15



16



17.



18



19



20.



21.



22



23.




Aşağıdakı tənliklər sisteminin həllini Qauss üsulu ilə tapın:


24.



25.



26.



27.



28



29.



30.



31.



32.



33.




Xətti bircins tənliklər sisteminin həllini tapın:


34.



35



36

.

37.



38



39



40.



41



42

.

§6. Kvadrat matrisin məxsusi ədədləri və

məxsusi vektorları
Fərz edək ki, üüzbuvaqlı


kvadrat mtrisi verilmişdir və 3´1 –ölçülü məchul matrisdir. üç ölçülü vektor olduğundan bir sütundan ibarət matris sütun vektor da deyirlər.

(1)
tənliyinə baxaq, burada ədədi qiymətlər alan parametrdir. Üç

ölçülü vahid Е matrisindən istifadə etməklə bu tənliyi



və ya
(2)


şəklində yaza bilərik. Açıq şəkildə yazsaq,
(3)
tənliklər sistemini alarıq. Aydındır ki, bu tənliyin trivial həlli var.

Belə bir məsələ qoyaq: parametrinin hansı qiymətlərində (1) tənliyinin və ya (3) tənliklər sisteminin sıfır olmayan həlli var?

(3) bircins tənliklər sisteminin sıfır olmayan həllinin həllinin varlığı üçün

(4)
determinantı sıfra bərabər olmalıdır, yəni parametri
(5)
tənliyinin həlli olmalıdır.
Tərif. determinantına А matrisinin xarakteristik deter­minantı, tənliyinə isə А matrisinin xarakteristik tənliyi deyilir.
Tərif . А matrisinin xarakteristik tənliyinin köklərinə А matrisinin məxsusi ədədləri deyilir.
Tərif. А matrisinin məxsusi ədədlərinə uyğun (1) tənliyinin və ya (3) tənliklər sisteminin həllərinə onun məxsus vektorları deyilir.

Aydındır ki, xarakteristik determinantı üç dərəcəli cəbri çoxhədlidir. Məlumdur ki, üç dərəcəli çoxhədlinin üç (həqiqi və ya kompleks) kökü vardır (köklər təkrarlana da bilər). Buradan belə nəticə alınır: А matrisinin üç məxsusi ədədi vardır və bu məxsusi ədədlər (4) tənliyinin kökləridir.

Bir xüsusi halı qeyd edək.
Tərif. А matrisinin elementləri şərtlərini ödəyirlərsə, ona simmerik matris deyilir.

İkiölçülü simmetrik matrisi misalında asanlıqla göstərmək olar ki, simmetrik matrisin məxsusi ədədləri həqiqidir.

Analoji olaraqг ölçülü kvadrat matrislərin məxsusi ədədləri və məxsusi vektorlarından danışmaq olar:

matrisinin n sayda məxsusi ədədi və n sayda uyğun məxsusi vektoru vardır və bu məxsusi ədədlər n dərəcəli


tənliyinin kökləridir.

Misal 1. matrisinin məxsusi ədədlərini və məxsusi vektorlarını tapmalı.

Həlli. matrisinin xarakteristik



çoxhədlisinin iki və kökləri vardır, bunlar isə matrisinin məxsusi ədədləridir.

ədədinə uyğun məxsusi vektoru tapaq. (2) tənliyində olduğunu nəzərə alsaq, və ya bircins

tənliklər sistemini alarıq. Buradan isə ekvivalent tənli­yini alınır. olduqda alarıq. Beləliklə, məxsusi ədədinə uyğun məxsusi vektor olar. Qeyd edək ki, məxsusi ədədinə uyğun məxsusi vektor, istənilən , vektorlarından biri ola bilər.

məxsusi ədədinə uyğun məxsusi vektoru tapaq. (2) tənliyində olduğunu nəzərə alsaq, və ya aşağıdakı bircins

tənliklər sistemini alarıq. Buradan isə ekvivalent tənliyi alınır. olduqda alarıq. Beləliklə, məxsusi ədədinə uyğun məxsusi vektor olar. Qeyd edək ki, məxsusi ədədinə uyğun məxsusi vektor, istənilən , vektorlarından biri ola bilər.






Yüklə 1,75 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin