X klass. Determinandid. Lineaarsed võrrandisüstee mid. Alice Turunova Aliis Uudelt TPL 2011 Ülesanne 1 Lahenda lineaarvõrrandisüsteem determinandi abil. Lahendus: Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Kontroll: Vastus: Ülesanne 2 Lahenda lineaarvõrrandisüsteem determinandi abil. Lahendus: Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Kontroll: Vastus: Tekstülesanne Stiina töötas juunist augustini kohalikus kohvikus ettekandjana. Töögraafik oli kuude lõikes erinev. Kokku sai tüdruk 825 palka. Juuni ja augusti eest sai Stiina 450 ning juuni ja juuli eest 575. Palju maksis ülemus Georg Stiinale juulis, juunis ja augustis?
x 1 + x 2 = -p ja x 1 x 2 = q ( Viete´i valemid) - b ± b 2 - 4ac ax 2 + bx + c = 0 x 1;2 = 2a ax + bx + c = a ( x - x 1 )( x - x 2 ) ( ruutkolmliikme tegureiks lahutamine) 2 P( x ) · Murdvõrrand = 0 P( x ) = 0 ja Q( x ) 0 Q( x ) A1x + B1 y = C1 · Lineaarvõrrandisüsteem A 2 x + B2 y = C2 A 1 B1 üks lahend A 2 B2 A 1 B1 C1 = lahend puudub A 2 B2 C2 A 1 B1 C1
arvupaar, mille korral võrdus on tõene · Selliseid arvupaare on lõpmata palju Näiteks: võrrandi 2x y = 5 lahendiks on arvupaarid (2; -1), (5; 5), (4; 3), (1; -3) jne. Sirge võrrand · Kahe tundmatuga lineaarvõrrandi graafiliseks kujutiseks on sirge · Seepärast nimetatakse kahe tundmatuga lineaarvõrrandit sirge võrrandiks · Selle sirge iga punkti koordinaadid on selle võrrandi lahendiks Kahe tundmatuga lineaarvõrrandisüsteem · Võrrandisüsteem koosneb kahest kahe tundmatuga lineaarvõrrandist · Võrrandisüsteemi lahendiks on kahe sirge lõikepunkti koordinaadid Võrrandisüsteemi lahend · Üks lahend, kui sirged lõikuvad · Lahend puudub, kui sirged on paralleelsed · Lahendeid on lõpmata palju, kui sirged ühtivad Võrrandisüsteemi uurimine · Kahe tundmatuga lineaarvõrrandisüsteemi lahendite arvu kindlaksmääramist nimetatakse selle süsteemi uurimiseks
käik erineks mõnevõrra eelnevast, kuid lõpptulemus on sama. c2 b2 a2 c2 x ja y . a1 b1 a1 b1 Näide 3: Olgu vaja lahendada lineaarvõrrandisüsteem a2 b2 a2 b2 ¦ a1 x b1 y c1 Murru nimetajas olev determinant koosneb tundmatute ees olevatest § ¨a2 x b2 y c2 , kordajatest. Seda determinanti nimetatakse võrrandisüsteemi determinandiks kus a1, b1, c1, a2, b2 ja c2 on antud arvud ja x ning y on tundmatud
2x=6 |:2 x=3 lõikepunkt y-teljega (0;-1,2) x=0 2 0-5y=6 -5y=6 |:(-5) y=-1,2 9.Kahe tundmatuga Ül.930 lineaarvõrrandisüsteem - üldkuju Lahend tuleb leida antud jooniselt. a1x+b1y=c1 3x+y=4 a2x+b2y=c2 2x-y=1 a1,b1,c1,a2,b2,c2 antud arvud; Sirgete lõikepunkti koordinaadid on (1;1), leida võrranditele ühine lahend ehk seega võrrandisüsteemi lahend on x=1 süsteemi lahend; lahendusvõtted: y=1 1)liitmisvõte 2)asendusvõte 3)graafiliselt lahendamine
TEOREEM: Elementide liitmisel, lahutamisel ja arvuga korrutamisel tuleb elementide koordinaadid vastavalt liita, lahutada ja sama arvuga korrutada Baasiteisenduse maatriks - Maatriksit A nimetatakse baasiteisenduse maatriksiks üleminekul vanalt baasilt uuele baasile. Vahel nimetatakse maatriksit A ka lihtsalt baasiteisenduse maatriksiks. ?Koordinaatide teisenemise valemid üleminekul ühelt baasilt teisele - LINEAARVÕRRANDISÜSTEEM: Lineaarvõrrandisüsteem - Võrrandisüsteemi a11x1 + a12x2 + . . . + a1nxn = a1, a21x1 + a22x2 + . . . + a2nxn = a2, ......................, (1) ai1x1 + ai2x2 + . . . + ainxn = ai, ......................, am1x1 + am2x2 + . . . + amnxn = am, kus x1, x2, . .
= a11a22 - a12 a21 . a21 a22 Kolmandat järku determinandi arvutamise eeskiri: a11 a12 a13 a21 a22 a23 == a11a22 a33 - a11a23 a32 - a12 a21a33 + a12 a23 a31 + a13 a21a32 - a13a22 a31 . a31 a32 a33 Skeemi kolmandat järku determinandi arvutamiseks nimetatakse Sarrus`i reegliks: 2.8 Lineaarvõrrandisüsteem 10 Kahe tundmatuga lineaarvõrrandisüsteem a1 x + b1 y = d1 a2 x + b2 y = d 2 a1 b1 Kui süsteemi determinant D = 0 , siis a2 b2
3.8 Ruutvõrrand ……………………………………………………...… 23 3.9 Ruutkolmliikme teguriteks lahutamine …………………………….. 23 3.10 Näiteid lineaarvõrrandite ja ruutvõrrandite lahendamisest ning ruutkolmliikmete teguriteks lahutamisest ……………………..….… 24 3.11 Determinandid …………………………………………………..….. 27 3.12 Lineaarvõrrandisüsteem ……………………………………….….… 27 3.13 Näited lineaarvõrrandisüsteemide lahendamisest ……………..……. 28 3.14 Võrratus ………………………………………………………...…… 31 3.15 Lineaarvõrratus ………………………………………………..…… 31 3.16 Lineaarne võrratussüsteem ……………………………………...….. 32 3.17 Ruutvõrratus …………………………………………………….…
a11a22 a12 a21 . a21 a22 Kolmandat järku determinandi arvutamise eeskiri: a11 a12 a13 a21 a22 a23 a11a22 a33 a11a23 a32 a12 a21a33 a12 a23 a31 a13 a21a32 a13a22 a31 . a31 a32 a33 Skeemi kolmandat järku determinandi arvutamiseks nimetatakse Sarrus`i reegliks: 2.8 Lineaarvõrrandisüsteem 10 Kahe tundmatuga lineaarvõrrandisüsteem a1 x b1 y d1 a2 x b2 y d 2 a1 b1 Kui süsteemi determinant D 0 , siis a2 b2
t. |A| · |A−1| = 1 3. Kui ruutmaatriksil on olemas pöördmaatriks, siis on ta määratud üheselt. 4. Regulaarsete n-j¨arku maatriksite A ja B korral kehtib valem (AB)−1 = B−1A−1 5. Maatriksi A−1 pöördmaatriks on maatriks A, s.o (A−1)−1 = A 6. Ühikmaatriksi E pöördmaatriksiks on tema ise, s.o. E−1 = E 7. Maatriksi transponeerimine ja pöördmaatriksi leidmise operatsioon on vahetatavad ehk kommuteeruvad, s.o. (AT)−1 = (A−1)T Lineaarvõrrandisüsteem (LVS) Homogeenne LVS Lineaarvõrrandisüsttemi nimetatakse homogeenseks, kui vabaliikmed on võrdsed nulliga: b1 = b2 = . . . = bm = 0 Mittehomogeenne LVS Lineaarvõrrandisüsttemi nimetatakse mittehomogeenseks, kui vähemalt üks vabaliige on nullist erinev. LVS-i maatriks Maatriksis on tundmatute kordajad. Laiendatud maatriks Lisatud on ka vabaliikmed. (viimane veerg) 7
...............................................................14 Biruutvõrrand..........................................................................................................................14 Murdvõrrand...........................................................................................................................14 Parameetreid sisaldav võrrand................................................................................................15 Kahe tundmatuga lineaarvõrrandisüsteem..............................................................................15 Asendusvõtte näide.............................................................................................................15 Liitmisvõtte näide...............................................................................................................15 Graafiline võte...................................................................................................................
Def Võrrandisüsteemi nimetatakse homogeenseks, kui kõik vabaliikmed on nullid Võrrandisüsteem on mittehomogeenne, kui vähemalt üks vabaliige erineb nullist Vastuoluliseks nim süsteemi, millel lahend puudub Võrrandisüsteemi lahend on tundmatute väärtuste kogum , mis süsteemi asetatuna muudab kõik võrrandid samasusteks Olenevalt võrrandite ja tundmatute arvust ning kordajatest võib lineaarvõrrandisüsteem omada üheainsa lahendi, rohkem lahendeid või mitte ühtki lahendit. 10. lvs lahendamine crameri peajuhul Vaatleme lineaarvõrrandisüsteemi, milles võrrandeid ja tundmatuid ühepalju m = n Moodustame võrrandisüsteemi kordajatest n-järku determinandi Determinanti D nim võrrandisüsteemi determinandiks Eeldame, et . Def Crameri peajuhu määravad tingimused ja m = n (2)
ax 2 + bx + c = 0 x 1;2 = 2a ax + bx + c = a ( x - x 1 )( x - x 2 ) ( ruutkolmliikme tegureiks lahutamine ) 2 P( x ) · Murdvõrrand = 0 P( x ) = 0 ja Q( x ) 0 Q( x ) A1x + B1 y = C1 · Lineaarvõrrandisüsteem A 2 x + B2 y = C2 A 1 B1 üks lahend A 2 B2 A 1 B1 C1 = lahend puudub A 2 B2 C 2 A 1 B1 C1 = = lõpmata palju lahendeid
A A T on vahetatavad ehk kommuteeruvad, s.o. (¿ ¿−1) (¿¿ T )−1=¿ ¿ 57.Lineaarvõrrandisüsteem (LVS) – Süsteemi nimetatakse lineaarvõrrandite süsteemiks. Arve c1, c2,..., cn nimetatakse süsteemi lahendiks, kui süsteemi tundmatute asendamisel nende arvudega saame m samasust. LVSi nimetatakse vasturääkivaks, kui tal ei ole ühtegi lahendit kooskõlaliseks, kui tal on vähemalt üks lahend määramatuks, kui tal on täpselt üks lahend 58.Homogeenne ja mittehomogeenne LVS – homogeenne LVS- LVS, kus kõik vabaliikmed ai=0
x d a21 a22 a2n [ ] A = ai j = , x= 2 , d = 2 . ... ... i = 1,2,..., m j = 1,2,..., n a am2 ann m1 x m dm Lineaarvõrrandisüsteem maatriks-kujul Ax = d : 6 x1 + 3 x2 + x3 = 22 , 6 3 1 x1 22 x1 + 4 x2 - 2 x3 = 12 , A = 1 4 - 2 , x = x 2 , d = 12 . 4 x1 - x2 + 5 x3 = 10 . 4 - 1 5 x 3 10 Vektorid: Erilist tüüpi maatriksid (m*n maatriks e
. . . . . . . . . . . . . . 18 2.5 Lineaarvõrrandisüsteemid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.6 Cramer'i peajuht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.7 Gauss'i elimineerimise meetod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.8 Süsteemi üldlahend ja erilahend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.9 Homogeenne lineaarvõrrandisüsteem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 Funktsioonid ja jadad 25 3.1 Funktsiooni mõiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2 Üksühesus ja pealekujutus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3 Liitfunktsioon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
319 Olgu isa vanus x ja poja vanus y x + y = 48 . Nelja aasta pärast oleks isa vanus x + 4 ja poja vanus y + 4 , kuna isa on 4 aasta pärast pojast 3 korda vanem, saame võrrandi x + 4 = 3( y + 4) . Neist kahest võrrandist saame süsteemi: x + y = 48 x + y = 48 /× (- 1) x + 4 = 3( y + 4) x + 4 = 3 y + 12 I lahendus - See on lineaarvõrrandisüsteem, mille lahendan liitmisvõttega. - x - y = - 48 + x + 4 = 3 y + 12 - y + 4 = - 48 + 3 y + 12 - 4 y = - 48 + 12 - 4 - 4 y = - 40 / ÷ (- 1) y = 10 x -i leian I-st võrrandist x + y = 48 x + 10 = 48 x = 48 - 10 x = 38 x = 38
NB! Tee, kuidas sulle lihtsam tundub, mina eelistaksin II lahendust. 319 Olgu isa vanus x ja poja vanus y x y 48 . Nelja aasta pärast oleks isa vanus x 4 ja poja vanus y 4 , kuna isa on 4 aasta pärast pojast 3 korda vanem, saame võrrandi x 4 3( y 4) . Neist kahest võrrandist saame süsteemi: x y 48 x y 48 / (1) x 4 3( y 4 ) x 4 3 y 12 I lahendus - See on lineaarvõrrandisüsteem, mille lahendan liitmisvõttega. x y 48 x 4 3 y 12 y 4 48 3 y 12 4 y 48 12 4 4 y 40 / (1) y 10 x -i leian I-st võrrandist x y 48 x 10 48 x 48 10 x 38 x 38 ja
NB! Tee, kuidas sulle lihtsam tundub, mina eelistaksin II lahendust. 319 Olgu isa vanus x ja poja vanus y x y 48 . Nelja aasta pärast oleks isa vanus x 4 ja poja vanus y 4 , kuna isa on 4 aasta pärast pojast 3 korda vanem, saame võrrandi x 4 3( y 4) . Neist kahest võrrandist saame süsteemi: x y 48 x y 48 / (1) x 4 3( y 4 ) x 4 3 y 12 I lahendus - See on lineaarvõrrandisüsteem, mille lahendan liitmisvõttega. x y 48 x 4 3 y 12 y 4 48 3 y 12 4 y 48 12 4 4 y 40 / (1) y 10 x -i leian I-st võrrandist x y 48 x 10 48 x 48 10 x 38 x 38 ja
maatriks kaks kahemõõtmelist vektorit. Märkame, et nüüd ja edaspidi selles peatükis ei kirjuta me vektoreid enam arve ritta seades, vaid neid tulpa ladudes. See vahetus teeb edasise kirjutamise lihtsalt mugavamaks. Selline vaatevinkel aitab meil varsti siduda maatriksid ka lineaarvõrrandite süstee- miga. 153 Determinant ja lineaarvõrrandisüsteem Kuigi väga põnevaks osutuvad nii kui muu suurusega maat- riksid, keskendume edasises ning maatriksitele. maatriks Esiteks tutvustame ühte ruutmaatriksite (ruutmaatriksis on sama palju tulpasid ja veerge) karakteristikut, mida kutsutakse determinandiks. Seejärel üritame sel- gitada, kuidas determinandid on seotud lineaarvõrrandisüsteemide lahenditega
annaabi.ee 
