非齐次线性方程组求解问题的研究
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非齐次线性方程组求解问题的研究
摘要:非齐次线性方程组是线性代数的重要内容,
广泛应用于现代科学的许多分支.其核心问题之一就
是非齐次线性方程组的求解问题.本
论文
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先介绍非齐
次线性方程组解存在的判定条件及其解的结构,然后
重点介绍解非齐次线性方程组的几种方法:高斯消元
法、克拉默法则、利用逆矩阵求解、直接三角分解法、
消去常数项法、同时使用行与列初等变换的方法.来展
示
数学
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方法的多样性与统一性,从而使我们能深刻地
理解数学之美.关键词:非齐次线性线性方程组,求解
方法,矩阵,初等变换.10139
The Research of Non-homogeneous Linear Equations
to Solve the Problem
Abstract : Non - homogeneous linear equation group is
an important part of linear algebra . It is widely used in
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many branches ofmodern science .One ofits core
problems is the solution of the non-homogeneous linear equation group. Firstly ,the paper introduces the solution of the non-homogeneous the existence conditions and the solution structure. Secondly , the paper mainly introduces some methods of solving these equation groups. Such as Gauss-eliminate; Cramer’s rule ;Using the inverse matrix solution ;Direct factorization method ; Removing constant term ; At the same time using the rows and columns of elementary transformation method . It shows the mathematical method of persity and unity . It can make us more profound understanding of the beauty of mathematics.
Key words: Non-homogeneous linear equation group ; Solution ; Matrix ; Elementary transformation factorization .
目录
摘要1
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引言2
1.非齐次线性方程组的相关概念与结论3
1.1 非齐次线性方程组的三种形式3
本文在查阅资料和文献的基础上,结合自己的学习实践,首先讨论了非齐次线性方程组解存在的判定条件,并结合例题进行了阐述.其次介绍了存在不唯一解时解的结构形式.最后研究了非齐次线性方程组在不同条件下的六种求解方法,并对这些方法进行了比较,以便于在求解非齐次线性方程组时,找到合适的方法.
1.非齐次线性方程组的相关概念与结论
1.1 非齐次线性方程组的三种形式
非齐次线性方程组是常数项不全为零的线性方程
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组,常见的表述形式有以下三种:
1) 一般形式:
2) 矩阵形式:
其中 = , = , = , 为系数矩阵, 称为未知数向量, 称为常数项向量,,,为增广矩阵,记为 .
3) 向量形式:
其中 1.2 非齐次线性方程组解存在的判定条件
一般的,求解非齐次线性方程组时,我们首先要考虑该方程组的可解性.对于非齐次线性方程组,其解的可能性大体可以分为两类:有解和无解.对于有解这类,又可分为两种情况:存在唯一解和存在无穷多个解.
当我们把非齐次线性方程组的增广矩阵 ,作初等行变换,会得到一个阶梯形矩阵.把阶梯形矩阵适当调整前 列的位置之后,可能有以下两种情形:
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比 少了最后一列.
由这转化后的两种情形,我们可以得出,解存在性的判定条件:
1), 无解.
2)时, 有解.
对有解情况进一步进行讨论:
时,则 有唯一解.
< 时,则有无穷多解.其中自由变量有 个,主变量有 个.
结合例题,进行阐述:
例1 已知方程组无解,则 为多少,
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