Метод Гаусса и Крамера |
Уравнения
Скачать презентацию |
||
<< Виды уравнений | Решение целых уравнений >> |
Автор: Admin. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока алгебры, скачайте бесплатно презентацию «Метод Гаусса и Крамера.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 292 КБ.
Скачать презентациюСл | Текст | Сл | Текст |
1 | Матрицы. Метод Гаусса Формулы Крамера. Подготовили: Климов | 11 | приведена или к треугольному или к ступенчатому виду. |
Дмитрий Радзевич Павел Руководитель: Петрова Л.Д. учитель | Треугольная система имеет вид: Такая система имеет единственное | ||
математики. | решение, которое находится в результате проведения обратного | ||
2 | Содержание. Что такое матрица? Карл Фридих Гаусс Метод | хода метода Гаусса. Ступенчатая система имеет вид: Такая система | |
Гаусса Габриэль Крамер Метод Крамера Вывод Использованные | имеет бесчисленное множество решений. | ||
источники информации. | 12 | Рассмотрим на примере. Покажем последовательность решения | |
3 | Матрица Определение. Прямоугольная таблица из m, n чисел, | системы из трех уравнений методом Гаусса Поделим первое | |
содержащая m – строк и n – столбцов, вида: называется матрицей | уравнение на 2, затем вычтем его из второго (a21=1, поэтому | ||
размера m ? n Числа, из которых составлена матрица, называются | домножение не требуется) и из третьего, умножив предварительно | ||
элементами матрицы. Положение элемента аi j в матрице | на a31=3 Поделим второе уравнение полученной системы на 2, а | ||
характеризуются двойным индексом: первый i – номер строки; | затем вычтем его из третьего, умножив предварительно на 4,5 | ||
второй j – номер столбца, на пересечении которых стоит элемент. | (коэффициент при x2) Тогда. x3=-42/(-14)=3; x2=8-2x3=2 | ||
Сокращенно матрицы обозначают заглавными буквами: А, В, С… | x1=8-0,5x2-2x3=1. | ||
Коротко можно записывать так: | 13 | Метод Крамера. Метод Крамера—способ решения квадратных | |
4 | Иоганн Карл Фридрих Гаусс (30 апреля 1777, Брауншвейг — 23 | систем линейных алгебраических уравнений с ненулевым | |
февраля 1855, Гёттинген) Биография. Дед Гаусса был бедным | определителем основной матрицы (причём для таких уравнений | ||
крестьянином, отец — садовником, каменщиком, смотрителем каналов | решение существует и единственно). Создан Габриэлем Крамером в | ||
в герцогстве Брауншвейг. Уже в двухлетнем возрасте мальчик | 1751 году. | ||
показал себя вундеркиндом. В три года он умел читать и писать. | 14 | Габриэль Крамер (31 июля 1704, Женева, Швейцария—4 января | |
Согласно легенде, школьный учитель математики, чтобы занять | 1752, Баньоль-сюр-Сез, Франция) Биография. Крамер родился в | ||
детей на долгое время, предложил им сосчитать сумму чисел от 1 | семье франкоязычного врача. В 18 лет защитил диссертацию. В | ||
до 100. Юный Гаусс заметил, что попарные суммы с противоположных | 20-летнем возрасте Крамер выставил свою кандидатуру на вакантную | ||
концов одинаковы: 1+100=101, 2+99=101 и т. д., и мгновенно | должность преподавателя на кафедре философии Женевского | ||
получил результат 50х101=5050 . После 1801 года Гаусс включил в | университета. 1727: Крамер 2 года путешествовал по Европе, | ||
круг своих интересов естественные науки. Катализатором послужило | заодно перенимая опыт у ведущих математиков — Иоганна Бернулли и | ||
открытие малой планеты Церера ,вскоре после наблюдений | Эйлера,Галлея и де Муавра, Мопертюи и Клеро. В свободное от | ||
потерянной. 24-летний Гаусс проделал (за несколько часов) | преподавания время Крамер пишет многочисленные статьи на самые | ||
сложнейшие вычисления по новому, открытому им же методу, и | разные темы: геометрия, история математики, философия, | ||
указал место, где искать беглянку; там она, к общему восторгу, и | приложения теории вероятностей. 1751: Крамер получает серьёзную | ||
была вскоре обнаружена. Умер Гаусс 23 февраля 1855 года в | травму после дорожного инцидента с каретой. Доктор рекомендует | ||
Гёттингене. | ему отдохнуть на французском курорте, но там его состояние | ||
5 | Метод Гаусса. Метод Гаусса — классический метод решения | ухудшается, и 4 января 1752 года Крамер умирает. | |
системы линейных алгебраических уравнений. Это метод | 15 | a11x1+a12x2+…+a1nxn=b1 a21x1+a22x2+…+a2nxn=b2 … … | |
последовательного исключения переменных, когда с помощью | an1x1+an2x2+…+annxn=bn. Рассмотрим систему линейных уравнений с | ||
элементарных преобразований система уравнений приводится к | квадратной матрицей A , т.е. такую, у которой число уравнений | ||
равносильной системе ступенчатого (или треугольного) вида, из | совпадает с числом неизвестных: Теорема. Cистема. | ||
которого последовательно, начиная с последних (по номеру) | 16 | Имеет единственное решение тогда и только тогда, когда | |
переменных, находятся все остальные переменные. Система т | определитель матрицы этой системы отличен от нуля: a11 a12 … a1n | ||
линейных уравнений с п неизвестными имеет вид: x1 , x2, …, xn – | a21 a22 … a2n … … an1 an2 … ann. ? 0. | ||
неизвестные. ai j - коэффициенты при неизвестных. bi - свободные | 17 | В этом случае решение можно вычислить по формуле Крамера. | |
члены (или правые части). | 18 | Пример. Решить систему уравнений : Для получения значения xk | |
6 | Типы уравнений. Система линейных уравнений называется | в числитель ставится определитель, получающийся из det(A) | |
совместной, если она имеет решение, и несовместной, если она не | заменой его k-го столбца на столбец правых частей. | ||
имеет решения. Совместная система называется определенной, если | 19 | Решение. | |
она имеет единственное решение и неопределенной, если она имеет | 20 | Найдите оставшиеся компоненты решения. Формулы Крамера не | |
бесчисленное множество решений. Две совместные системы | представляют практического значения в случае систем с числовыми | ||
называются равносильными, если они имеют одно и то же множество | коэффициентами: вычислять по ним решения конкретных систем | ||
решений. | линейных уравнений неэффективно, поскольку они требуют | ||
7 | Элементарные преобразования. К элементарным преобразованиям | вычисления (n+1)-го определителя порядка n , в то время как | |
системы отнесем следующее: перемена местами двух любых | метод Гаусса фактически эквивалентен вычислению одного | ||
уравнений; умножение обеих частей любого из уравнений на | определителя порядка n . Тем не менее, теоретическое значение | ||
произвольное число, отличное от нуля; прибавление к обеим частям | формул Крамера заключается в том, что они дают явное | ||
одного из уравнений системы соответствующих частей другого | представление решения системы через ее коэффициенты. Например, с | ||
уравнения, умноженных на любое действительное число. | их помощью легко может быть доказан результат Решение системы | ||
8 | Общий случай. Для простоты рассмотрим метод Гаусса для | линейных уравнений с квадратной матрицей A является непрерывной | |
системы трех линейных уравнений с тремя неизвестными в случае, | функцией коэффициентов этой системы при условии, что det A не | ||
когда существует единственное решение: Дана система: 1-ый шаг | равно 0 . | ||
метода Гаусса На первом шаге исключим неизвестное х1 из всех | 21 | Найдите оставшиеся компоненты решения. Кроме того, формулы | |
уравнений системы (1), кроме первого. Пусть коэффициент . | Крамера начинают конкурировать по вычислительной эффективности с | ||
Назовем его ведущим элементом. Разделим первое уравнение системы | методом Гаусса в случае систем, зависящих от параметра. | ||
(1) на а11. Получим уравнение: где Исключим х1 из второго и | зависящей от параметра , определить предел отношения компонент | ||
третьего уравнений системы (1). Для этого вычтем из них | решения: | ||
уравнение (2), умноженное на коэффициент при х1 (соответственно | 22 | Решение. В этом примере определитель матрицы системы равен . | |
а21 и а31). Система примет вид: Верхний индекс (1) указывает, | По теореме Крамера система совместна при . Для случая | ||
что речь идет о коэффициентах первой преобразованной системы. | применением метода Гаусса убеждаемся, что система несовместна. | ||
(1). (2). (3). | Тем не менее, указанный предел существует. Формулы Крамера дают | ||
9 | 2-ой шаг метода Гаусса На втором шаге исключим неизвестное | значения компонент решения в виде. И, хотя при каждая из них | |
х2 из третьего уравнения системы (3). Пусть коэффициент . | имеет бесконечный предел, их отношение стремится к пределу | ||
Выберем его за ведущий элемент и разделим на него второе | конечному. | ||
уравнение системы (3), получим уравнение: где Из третьего | 23 | Ответ. Приведенный пример поясняет также каким образом | |
уравнения системы (3) вычтем уравнение (4), умноженное на | система линейных уравнений, непрерывно зависящая от параметра, | ||
Получим уравнение: Предполагая, что находим. (4). | становится несовместной: при стремлении параметра к какому-то | ||
10 | (5). В результате преобразований система приняла вид: | критическому значению (обращающему в нуль определитель матрицы | |
Система вида (5) называется треугольной. Процесс приведения | системы) хотя бы одна из компонент решения «уходит на | ||
системы (1) к треугольному виду (5) (шаги 1 и 2) называют прямым | бесконечность». | ||
ходом метода Гаусса. Нахождение неизвестных из треугольной | 24 | Вывод. Рассмотренный в данной презентации Метод Крамера | |
системы называют обратным ходом метода Гаусса. Для этого | позволяет решать линейные системы, но удобнее решать системы | ||
найденное значение х3 подставляют во второе уравнение системы | линейных уравнений с помощью метода Гаусса, который находит | ||
(5) и находят х2. Затем х2 и х3 подставляют в первое уравнение и | широкое применение и содержится в пакетах стандартных программ | ||
находят х1. | для ЭВМ. | ||
11 | Если в ходе преобразований системы получается противоречивое | 25 | Использованные источники. В.С. Щипачев, Высшая математика |
уравнение вида 0 = b, где b ? 0, то это означает, что система | Ильин В. А., Позняк Э. Г. Линейная алгебра: Учебник для вузов. | ||
несовместна и решений не имеет. В случае совместной системы | http://ru.wikipedia.org Волков Е.А. Численные методы. В.Е. | ||
после преобразований по методу Гаусса, составляющих прямой ход | Шнейдер и др., Краткий курс высшей математики,том I. | ||
метода, система т линейных уравнений с п неизвестными будет | |||
«Метод Гаусса и Крамера» | Метод Гаусса и Крамера.ppt |
«Уравнения и неравенства» - 1. Укажите промежуток, содержащий корни уравнения. Неравенства в КИМах. 3. Найдите промежуток, содержащий наибольшее целое число, удовлетворяющее неравенству. 3. Сложение. Решения уравнений и неравенств". 4. Примеры графического решения квадратных уравнений. Способы решения систем уравнений. 2. Найдите сумму корней уравнения.
«Решение уравнений с параметром» - Решение: 6(ах + 1) + а = 3(а –х) + 7 6ах + 6 + а = 3а – 3х + 7 (6а + 3)х = 2а + 1 Найдем контрольное значение а. 6а + 3 = 0 а = -1/2. В 5 классе при повторении свойств чисел можно рассмотреть примеры. Задачи с параметрами вызывают большие затруднения у учащихся и учителей. При а = -1/2 получим уравнение 0х = 0. Уравнение имеет бесконечное множество решений.
«Способы решения систем уравнений» - Ответ: Б. 13. Упростите выражение. 12. Б. 15х = 10(1 – х). Проверка. Ответ: 4. В. x. Б. Методы решения систем уравнений. 15х км – расстояние от озера до деревни, 10(1 – х) км – расстояние от деревни до озера. -. A + b + c = 2 + 3 – 5 = 0, значит х1 = 1, х2 = - 5 : 2 = - 2,5.
«Линейное уравнение с двумя переменными» - Цели урока: Равенство, содержащее две переменные, называется уравнением с двумя переменными. Определение: Линейное уравнение с двумя переменными. Презентацию выполнила Шурыгина И.В. Например, 2х-5у=6; а=2, в=-5, с = 6;
«Уравнения с параметром» - t = -a. + 8 и уравнение примет вид: Если a = 0, то уравнение имеет единственный корень t – 2 = 0; t =2; x = 4 + 8 = 12 Если a ? 0 и а > 0 D= 1 – 4a(5a – 2) = 1 – 20 + 8a; -20 + 8a + 1 > 0 20 -8a – 1 < 0. + t +5a – 2 = 0. Ветви вверх Нули функции - 8a – 1 =0 D= 16 + 20 = 36. ; x =. C4. Найти все значения параметра a, при каждом из которых уравнение.
«Теорема Гаусса-Маркова» - Математическое ожидание всех случайных возмущений равно нулю. Для получения необходимого условия экстремума дифференцируем (7.6) по вектору параметров. Решение системы (7.7) в матричном виде есть. Воспользуемся методом наименьших квадратов. По данным выборки найти: ?, Cov(??), ?u, ?(?(z)). Сформируем вектора и матрицу коэффициентов на основе системы (7.2).