Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem (1)

5 VÄGA HEA
Punktid
MLF 1121 Geofüüsikaline hüdrodünaamika ( Matemaatika ülevaade I) Jüri Elken

Kursuses vajalik matemaatika


Lineaarne algebraliste võrrandite süsteem


Olgu
tundmatuga
võrrandist koosnev süsteem
……………………………..
maatrikskujul ,
kus ,
Kui , siis on alamääratud süsteem, osa tundmatuid jääb määramata,
kui , siis on ülemääratud süsteem, lahend võib üldse puududa ,
kui , siis on üks lahend kui
Homogeense võrrandsüsteemi vabaliige on null ehk
Homogeensel võrrandsüsteemil esineb alati triviaalne lahend
Homogeensel võrrandsüsteemil on
korral mittetriviaalsed lahendid ainult juhul, kui
Kui homogeensel võrrandsüsteemil on üheks mittetriviaalseks lahendiks
, siis on lahendiks ka
, kus
on suvaline konstant .
Vektorid
Olgu -mõõtmelises ruumis ortonormeeritud baasvektorid
Vektori üldkuju ,
Vektorite
ja
skalaarkorrutis
Vektori
norm
Ortonormeeritud (ortogonaalse normeeritud) baasvektorite (ristbaasi) korral
kus
on Kroneckeri sümbol .
Kolmemõõtmelises
ristkoordinaadistikus tähistatakse telgede suunalised ühikvektorid sageli , ,
kohavektor : ,
kiirusvektor: .
Olgu vektorid ja
ning nendevaheline nurk
Skalaarkorrutis
Kui vektorid on risti, siis skalaarkorrutis on null.
Vektorkorrutis on vektor , mis on risti mõlema korrutatava vektoriga. Kui vektorid on kollineaarsed (vektorite sihid paralleelsed, ), siis vektorkorrutis on nullvektor. Kui vektorid ei ole kollineaarsed, siis vektorkorrutis on risti vektorite sihilise tasapinnaga. Vektorkorrutis moodustab teguritega parema käe kolmiku.
Vektorkorrutis =
= .
Kehtib
Vektorkorrutise moodul
Paremakäelises koordinaatsüsteemis peab kehtima .
Funktsiooni tuletis
Olgu ühe muutuja
funktsioon
Funktsiooni muut argumendi muudu
korral
Tuletis (erinevad tähistused)
Liitfunktsiooni tuletis: kui
ja
siis
Näide: , tähistame
ja , siis

-järku tuletis , kus
on tuletise võtmise operaator .
Määramata integraal
Kui
, siis
on funktsiooni
määramata integraal
Asendusvõte ehk muutujate vahetus:
kasutame integreerimismuutujat , siis
Näide: .
Määratud integraal
Olgu lõik
jagatud
osalõiguks
ning igas osalõigus
pikkusega
on valitud punkt
kus on antud funktsiooni
väärtus .
Määratud integraal avaldub summa piirväärtusena
kus osalõikude pikkus läheneb nullile .
Kui
on funktsiooni
üks algfunktsioon, st , siis
(Newton-Lebnizi valem) .
Muutuvate radadega integraali diferentseerimine:
; ;
Kompleksarvud
kus
kaaskompleksarv
reaalosa imaginaarosa
trigonomeetriline kuju ,
eksponentkuju ,
NB!
kus moodul ,
argument ,
kui
kui ja
kui ja
Tehted : korrutis ,
jagatis .
Harilikud diferentsiaalvõrrandid
Esimest järku diferentsiaalvõrrand
on eralduvate muutujatega, kui
. Siis
ning üldlahend on määratud avaldisega
Diferentsiaalvõrrand on homogeenne , kui ta on viidav kujule
Esimest järku lineaarne diferentsiaalvõrrand avaldub kujul
mille lahend avaldub homogeense võrrandi
üldlahendi ja vastava mittehomogeense võrrandi mingi erilahendi summana. Homogeenset võrrandit saab teisendada kujule
, siis lahendamisel saame
Konstantsete kordajatega lineaarne diferentsiaalvõrrand (KKLD)
Teist järku homogeense KKLD
üldlahend avaldub lineaarselt sõltumatute erilahendite lineaarse kombinatsioonina
Lineaarselt sõltumatute erilahendite korral on
ainult juhul, kui .
Üldlahendi kordajad
ja
määratakse alg- ja/või rajatingimuste abil.
Otsime ühte erilahendit kujul , siis saame
Seejuures karakteristlikul võrrandil
on üldjuhul kaks erinevat lahendit
, .
Reaalarvuliste
ja
korral on KKLD erilahenditeks
ja
Kui
, tekivad kaaskomplekssed karakteristlikud väärtused
ja ,
millele vastavad KKLD erilahendid
ja
Arvestades kompleksarvu trigonomeetrilist kuju, saame
ja
Minnes üle reaalarvulistele lahenditele, saame lineaarselt sõltumatuteks erilahenditeks
ja
Teist järku homogeense KKLD erikujuks on võrrand, kus esimese tuletise kordaja on null. Sel juhul võrrand kirjutatakse kujul
ning karakteristliku võrrandi
lahendiks on
Erilahendid sõltuvad
märgist:
ehk
Mittehomogeense teist järku KKLD
üldlahend avaldub vastava homogeense KKLD üldlahendi ja mittehomogeense KKLD mingi erilahendi summana.
Kõrgemat järku KKLD lahendamine on analoogiline teist järku KKLD lahendamisega. Kui KKLD tuletise kõrgeim järk on , siis homogeensel KKLD-l on
lineaarselt sõltumatut erilahendit.
Diferentsiaalvõrrandite süsteemi korral, näiteks
elimineerime ühe otsitava funktsiooni, avaldades kõik seosed teise funktsiooni kaudu mille tulemusel saame selle jaoks kõrgemat järku diferentsiaalvõrrandi. Toodud näites diferentseerime teist võrrandit
ning asendame esimesest võrrandist
. Saame
Mitme muutuja funktsiooni tuletised
Olgu funktsioon , siis osatuletised on
.
Teist järku osatuletised avalduvad kujul
Pideva funktsiooni korral segaosatuletis ei sõltu diferentseerimise järjekorrast
Funktsiooni täisdiferentsiaal avaldub kujul
Kui funktsioon sõltub ajast
ja kolmest ruumikoordinaadist
, siis täisdiferentsiaalist
saame avaldada ajalise täistuletise
Kolmemõõtmeliste väljade operaatorid
Operaator “nabla”
Olgu antud väli (funktsioon)
Gradient on kiireima muutuse suunaline vektor
kus
on välja
samaväärtuspinna normaalisuunaline ühikvektor (risti pinnaga = const ) ning
on normaalisuunaline osatuletis.
Vektorvälja , kus kõik komponendid on kolme koordinaadi funktsioonid, divergents määratakse kui operaatori
ja vektori
skalaarkorrutis
Vektorvälja
rootor defineeritakse kui operaatori
ja vektori
vektorkorrutis
Siin lühendi “ curl ” asemel kasutatakse ka lühendit “rot”.
Kui vektorväli on kahekomponendiline
ning vektori komponendid ei sõltu vertikaalkoordinaadist, siis tema rootor on vertikaalne.
Vektor- ja skalaarse välja korrutise divergents on skalaarne suurus, mille ekvivalentsed kujud on
ehk
Laplace ’i operaator
avaldub divergentsi ja gradiendi kaudu järgmiselt
9
Vasakule Paremale
Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #1 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #2 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #3 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #4 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #5 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #6 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #7 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #8 Lineaarsete algebraliste võrrandite süsteem #9
Punktid 100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.
Leheküljed ~ 9 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2009-04-27 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 75 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor ferruke6 Õppematerjali autor

Sarnased õppematerjalid

Kõrgem matemaatika II eksamimaterjal
20
docx

Kõrgem matemaatika II eksamimaterjal

.., Cn), kus suvalised konstandid C1,C2, ..., Cn saab määrata dif.võrrandi üldlahend algtingimusest y(x0)=y0, y'(x0)=y1,...,y(n-1)(x0)=yn-1 Kõrgemat järku y(n)+p1(x)yn-1+...+pn-1(x)y'+pn(x)y=f(x) lineaarne dif.võrrandi üldkuju Kõrgemat järku y= C1(x)y1(x)+...+Cn(x)yn(x) lineaarse dif.võrrandi üldlahend Normaalsüsteem Normaalsüsteemiks nimetatakse diferentsiaalvõrrandite süsteemi, kus võrrandite vasakuteks poolteks on otsitavate funktsioonide esimest järku tuletised, paremad pooled aga tuletisi ei sisalda Normaalsüsteemi { dy 1 üldkuju =F 1 ( x , y 1, ... , yn ) dx ... dyn =Fn ( x , y 1, ... , yn )

Kõrgem matemaatika ii
Matemaatilise analüüsi 2 kollokviumi
5
doc

Matemaatilise analüüsi 2.kollokviumi

piirkonnaks D , siis f(x,y)dxdy = f(x(u,v),y(u,v))|J(u,v)|dudv. Teiseks oluliseks tunnuseks diferentsiaalvõrrandite liigitamisel on võrrandi järk. Diferentsiaalvõrrandi järguks nimetatakse temas Polaarkoordinaadid on kahemõõtmeline koordinaatide süsteem, kus iga tasandi punkt on määratud kaugusega fikseeritud punktist sisalduvate tuletiste kõrgeimat järku. Esimest järku: ydy + xdx = 0; x2yzx + xy2zy = exy. Teist järku: y'' + y = 2ex; zxx + zyy = 0. ning nurgaga fikseeritud suunast. Punkti, mille suhtes kaugusi mõõdetakse, nimetatakse pooluseks. Poolusest väljuvat kiirt, mis

Matemaatiline analüüs 2
Kõrgema matemaatika kordamisküsimused ja vastused
8
doc

Kõrgema matemaatika kordamisküsimused ja vastused

Kui leidub z=f(x;y) piirväärtus limy0(yZ / y) = Z'y st. osatuletis muutja y järgi; yZ = f(x; y0 + y) ­ f(x;y). Mitme muutuja funktsiooni täisdiferentsiaal: w=f(x;y;z); dw = w'xdx + w'ydy + w'zdz. 34. Kahe muutuja funktsiooni ekstreemumite leidmine. Mitme muutuja funktsiooni ekstreemumite leidmine: z=f(x;y). Leiduvad osatuletised z'x , z'y , z''x2 , z''y2 , z''xy. Eeldame, et funkts. on pidev ja segaosatuletised vôrdsed. 1) Leida statsionaarsed kohad ­ süsteem: z'x(x0;y0) = 0 ja z'y(x0;y0) = 0; 2) Leida (x0;y0) = Z''x2*Z''y2 ­ (Z''xy)2. 3) Kui (x0;y0) > 0 ja Z''x2 < 0, siis max koht; kui (x0;y0) > 0 ja Z''x2 > 0, siis min koht; kui (x0;y0) < 0, siis ektreemumkoht puudub; kui i (x0;y0) = 0, siis tuleb edasi uurida. 35. Ühe muutuja funktsiooni algfunktsioon. Määramata integraal ja selle omadused. Ühe muutuja funktsiooni algfunktsioon ­ funktsiooni y = F(x) nim. funktsiooni y=f(x) algfunktsiooniks kui f(x) = F'(x). Kui y=F(x) on y=f(x) algfunkts

Matemaatika
Valemid ja mõisted
54
doc

Valemid ja mõisted

3.14 Arkusfunktsioonid negatiivsest argumendist arcsin ( -m ) = - arcsin m arccos ( -m ) = - arccos m 21 arctan ( - m ) = - arctan m 3.15 Trigonomeetrilised põhivõrrandid 1. sin x = m . Kui -1 m 1 , siis x = ( -1) arcsin m + n , n . n 2. cos x = m . Kui -1 m 1 , siis x = ± arccos m + 2n , n . 3. tan x = m , m . Siis x = arctan m + n , n . Sageli tekivad trigonomeetriliste võrrandite lahendamisel põhivõrrandid, milles trigonomeetrilise funktsiooni väärtus on null. Seepärast on otstarbekohane teada, et sin x = 0 x = n , cos x = 0 x = n + , 2 tan x = 0 x = n , n Z . 4. MATEMAATILINE ANALÜÜS 4.1 Funktsiooni üldised omadused

Matemaatika
Kõrgem matemaatika
156
pdf

Kõrgem matemaatika

10.1 Newton'i-Leibniz'i valem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 10.2 Integraalarvutuse keskväärtusteoreem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 10.3 Määratud integraal ülemise raja funktsioonina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 11 Määratud integraali rakendusi 99 11.1 Pindala parameetriliste võrrandite korral * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 11.2 Kõversektori pindala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 11.3 Joone kaare pikkuse arvutamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 11.4 Keha ruumala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 11.5 Integraali füüsikalisi rakendusi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kõrgem matemaatika
INTEGREERIMISE VALEMID
9
doc

INTEGREERIMISE VALEMID

DIFERENTSEERIMISE ja INTEGREERIMISE VALEMID y dy Tuletis y = lim = = f ( x) x 0 x dx Integraal f ( x)dx = F ( x) +c , kus d [ F ( x) + c ] = f ( x)dx Diferentseerimise reeglid Diferentseerimise reeglid Integreerimise reeglid Lihtfunktsioon y=(x) Liitfunktsioon y=(u), u=(x) (u +v)'=u'+v', kus u,v=(x) (ux +vx)'=ux'+ vx' (u + v)dx = u dx + v dx (u ­ v)'=u'­ v' (ux ­ vx)'=ux'­ vx' (u ­ v)dx = u dx ­ v dx ( u·v ) ' = u'v + v'u (ux·vx)'=ux'v+ vx'u u dv = uv ­ v du ( C·u ) ' = C u' ( C·ux ) ' = C ux' Cu dx= C u dx (u·v·w)' = u'vw + v'uw + w'uv u u x

Matemaatiline analüüs
Diferentseerimise ja integreerimise valemid
9
doc

Diferentseerimise ja integreerimise valemid

DIFERENTSEERIMISE ja INTEGREERIMISE VALEMID y dy Tuletis y = lim = = f ( x) x 0 x dx Integraal f ( x)dx = F ( x) +c , kus d [ F ( x) + c ] = f ( x)dx Diferentseerimise reeglid Diferentseerimise reeglid Integreerimise reeglid Lihtfunktsioon y=(x) Liitfunktsioon y=(u), u=(x) (u +v)'=u'+v', kus u,v=(x) (ux +vx)'=ux'+ vx' (u + v)dx = u dx + v dx (u ­ v)'=u'­ v' (ux ­ vx)'=ux'­ vx' (u ­ v)dx = u dx ­ v dx ( u·v ) ' = u'v + v'u (ux·vx)'=ux'v+ vx'u u dv = uv ­ v du ( C·u ) ' = C u' ( C·ux ) ' = C ux' Cu dx= C u dx (u·v·w)' = u'vw + v'uw + w'uv u u x

Diferentsiaal-ja integraalarvutus
MATEMAATIKA TÄIENDÕPE-Valemid
108
doc

MATEMAATIKA TÄIENDÕPE: Valemid

arccos  m     arccos m 21 arctan   m    arctan m 3.15 Trigonomeetrilised põhivõrrandid 1. sin x  m . Kui 1  m  1 , siis x   1 arcsin m  n , n  ¢ . n 2. cos x  m . Kui 1  m  1 , siis x   arccos m  2n , n  ¢ . 3. tan x  m , m  ¡ . Siis x  arctan m  n , n  ¢ . Sageli tekivad trigonomeetriliste võrrandite lahendamisel põhivõrrandid, milles trigonomeetrilise funktsiooni väärtus on null. Seepärast on otstarbekohane teada, et sin x  0  x  n ,  cos x  0  x  n  , 2 tan x  0  x  n , n  Z . 4. MATEMAATILINE ANALÜÜS 4

Algebra I




Kommentaarid (1)

kiivis profiilipilt
kiivis: väga hea ja õpetlik , san asjast palju paremini aru nüüd.
17:41 02-02-2011



Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun