11 Soustavy rovnic a nerovnic, Determinanty a Matice



Podobné dokumenty
a m1 a m2 a mn zobrazení. Operaci násobení u matic budeme definovat jiným způsobem.

MATEMATIKA I VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ JIŘÍ NOVOTNÝ ZÁKLADY LINEÁRNÍ ALGEBRY

2 Trochu teorie. Tab. 1: Tabulka pˇrepravních nákladů

Příprava na 1. čtvrtletní písemku pro třídu 1EB

6. Matice. Algebraické vlastnosti

Státní maturita 2011 Maturitní testy a zadání jaro 2011 Matematika: didaktický test - základní úrove obtíºnosti MAMZD11C0T02 e²ené p íklady

c sin Příklad 2 : v trojúhelníku ABC platí : a = 11,6 dm, c = 9 dm, α = Vypočtěte stranu b a zbývající úhly.

Soustavy lineárních rovnic

Matematika I Lineární závislost a nezávislost

Řešení: Dejme tomu, že pan Alois to vezme popořadě od jara do zimy. Pro výběr fotky z jara má Alois dvanáct možností. Tady není co počítat.

Matematická analýza KMA/MA2I 3. p edná²ka Primitivní funkce

Exponenciála matice a její užití. fundamentálních matic. Užití mocninných řad pro rovnice druhého řádu

A0M15EZS Elektrické zdroje a soustavy ZS 2011/2012 cvičení 1. Jednotková matice na hlavní diagonále jsou jedničky, všude jinde nuly

M - Příprava na čtvrtletní písemnou práci

3. Polynomy Verze 338.

Matematický model kamery v afinním prostoru

4 DVOJMATICOVÉ HRY. Strategie Stiskni páku Sed u koryta. Stiskni páku (8, 2) (5, 3) Sed u koryta (10, 2) (0, 0)

Kód uchazeče ID:... Varianta: 15

Žáci mají k dispozici pracovní list. Formou kolektivní diskuze a výkladu si osvojí grafickou minimalizaci zápisu logické funkce

Skalár- veličina určená jedním číselným údajem čas, hmotnost (porovnej životní úroveň, hospodaření firmy, naše poloha podle GPS )

5. Maticová algebra, typy matic, inverzní matice, determinant.

2. SÉRIE: SOUSTAVY LINEÁRNÍCH ROVNIC, METODY E ENÍ. lineárních rovnic (prove te zkou²ku dosazením):

1. a) Přirozená čísla

Line rn oper tory v euklidovsk ch prostorech V t to sti pou ijeme obecn v sledky o line rn ch oper torech ve vektorov ch prostorech nad komplexn mi sl

Diamantová suma - řešení příkladů 1.kola

Zobrazení v rovině je předpis, který každému bodu X roviny připisuje právě jeden bod X roviny. Bod X se nazývá vzor, bod X se nazývá obraz.

Metodický list pro první soustředění kombinovaného studia. předmětu MATEMATIKA A

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Úlohy domácího kola kategorie C

Vyučovací předmět / ročník: Matematika / 5. Učivo

Determinant. Definice determinantu. Permutace. Permutace, vlastnosti. Definice: Necht A = (a i,j ) R n,n je čtvercová matice.

Lineární algebra. Vektorové prostory

Aritmetika s didaktikou II.

Vyvažování tuhého rotoru v jedné rovině přístrojem Adash Vibrio

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Reálná čísla

pracovní list studenta

6 Extrémy funkcí dvou proměnných

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 16. ZÁKLADY LOGICKÉHO ŘÍZENÍ

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: ŠČERBOVÁ M. PAVELKA V. NOSNÍKY NOSNÍKY

Výstupy Učivo Téma. Čas. Základní škola a mateřská škola Hať. Školní vzdělávací program. Průřezová témata, kontexty a přesahy,další poznámky

3. Matice a determinanty

Číslicová technika 3 učební texty (SPŠ Zlín) str.: - 1 -

1.7. Mechanické kmitání

1.3 Druhy a metody měření

Data v počítači EIS MIS TPS. Informační systémy 2. Spojení: jan.skrbek@tul.cz tel.: Konzultace: úterý

Regresní analýza. Statistika II. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno kancelář 69a, tel

2.2.2 Zlomky I. Předpoklady:

1/10. Kapitola 12: Soustavy lineárních algebraických rovnic

Vektory a matice. Matice a operace s nimi. Hodnost matice. Determinanty. . p.1/12

Geometrické plány (1)

TECHNOLOGICKY POSTUP PLETTAC SL70, MJ UNI 70/100

Matice. Přednáška MATEMATIKA č. 2. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno kancelář 69a, tel

Matematické metody rozhodování

7.8 Kosmická loď o délce 100 m letí kolem Země a jeví se pozorovateli na Zemi zkrácena na 50 m. Jak velkou rychlostí loď letí?

Daniel Velek Optimalizace 2003/2004 IS1 KI/0033 LS PRAKTICKÝ PŘÍKLAD NA MINIMALIZACI NÁKLADŮ PŘI VÝROBĚ

Mezní kalibry. Druhy kalibrů podle přesnosti: - dílenské kalibry - používají ve výrobě, - porovnávací kalibry - pro kontrolu dílenských kalibrů.

Lineární algebra. Soustavy lineárních rovnic

Tranzistory bipolární

Úprava tabulek v MS Word. Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T. G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí

POKYNY. k vyplnění přiznání k dani z příjmů fyzických osob za zdaňovací období (kalendářní rok) 2012

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

5.2.1 Matematika povinný předmět

Plochy stavebně-inženýrské praxe

Ne tak letmý úvod k maticím První pracovní verze

LINEÁRNÍ PROGRAMOVÁNÍ

Kótování na strojnických výkresech 1.část

Konzultace z předmětu MATEMATIKA pro první ročník dálkového studia

Příklad 1.3: Mocnina matice

Výběrové řízení zakázka na dodávku ZADÁVACÍ DOKUMENTACE

7. Odraz a lom. 7.1 Rovinná rozhraní dielektrik - základní pojmy

Matematika. Charakteristika vyučovacího předmětu. Výchovné a vzdělávací strategie pro rozvíjení klíčových kompetencí žáků

Soustava m lineárních rovnic o n neznámých je systém

1 Matematické základy teorie obvodů

Metodický list úprava od Daně a organizační jednotky Junáka

Základní škola, Staré Město, okr. Uherské Hradiště, příspěvková organizace. Komenské 1720, Staré Město, Metodika

Modelové řady visacích zámků Mul-T-Lock

Kontrolní test Číslicová technika 1/2. 1.Převeďte číslo 87 z desítkové soustavy z= 10 do soustavy dvojkové z=2

SBORNÍK PŘÍKLADŮ Z MATEMATIKY

1.2.7 Druhá odmocnina

4. cvičení: Pole kruhové, rovinné, Tělesa editace těles (sjednocení, rozdíl, ), tvorba složených objektů

Gymnázium, Brno. Matice. Závěrečná maturitní práce. Jakub Juránek 4.A Školní rok 2010/11

C) Pojem a znaky - nositelem územní samosprávy jsou územní samosprávné celky, kterými jsou v ČR

Kapitola 11: Vektory a matice:

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Komplexní čísla

Příloha č. 7. ročník 9. 1h 1x za 14 dní. dotace. nepovinný. povinnost

Věc: Výzva pro předložení nabídek k veřejné zakázce s názvem: VÚ a ŠJ PŠOV, Nákup nového osmimístného vozidla

POČÍTAČOVÁ PODPORA ZPRACOVÁNÍ TÝMOVÝCH PROJEKTŮ - MATHCAD

Notebooky a mobilní zařízení 2015

Jedná se o soustavy ve tvaru A X = B, kde A je daná matice typu m n,

Přednáška č.4 Tolerování

projekce a výroba elektrozařízení automatizace technologických procesů výroba rozváděčů a ovládacích pultů engineering a dodávky do strojírenství

Matematika B101MA1, B101MA2

GEOMETRICKÁ TĚLESA. Mnohostěny

1. LINEÁRNÍ APLIKACE OPERAČNÍCH ZESILOVAČŮ

SO 182 DIO NA RYCHLOST. SILNICI R4 PS, km 9,196-11,926

MĚSTO HRÁDEK NAD NISOU ZÁSADY PRODEJE POZEMKŮ VE VLASTNICTVÍ MĚSTA HRÁDKU NAD NISOU INTERNÍ PŘEDPIS MĚSTA HRÁDKU NAD NISOU

Adresa příslušného úřadu

Matematika 3. RNDr. Břetislav Fajmon, Ph.D. Mgr. Irena Růžičková ÚSTAV MATEMATIKY

Soustavy lineárních rovnic

2.1 Pokyny k otevřeným úlohám. 2.2 Pokyny k uzavřeným úlohám TESTOVÝ SEŠIT NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

Transkript:

11 Soustavy rovnic a nerovnic, Determinanty a Matice (r zné typy soustav rovnic a nerovnic, matice druhy matic, operace s maticemi, hodnost matice, inverzní matice, Gaussova elimina ní metoda, determinanty metody výpo tu, Cramerovo pravidlo) Soustavy rovnic Ekvivalentní úpravy 1 Ekvivalentní úpravy jednotlivých rovnic soustavy 2 Dosazení výrazu, kterým z jedné rovnice vyjád íme n kterou neznámou, do jiné rovnice 3 P i tení nenulového násobku rovnice k jiné rovnici nebo jejímu nenulovému násobku 4 Zám na po adí rovnic 5 Vynechání rovnice, která je násobkem jiné rovnice soustavy Metody e²ení 1 Dosazovací (substitu ní) 2 S ítací (aditivní) 3 Srovnávací 4 Gracky Soustava m rovnic o n neznámých m > n: Ze zadné soustavy vybereme n rovnic a tuto soustavu vy e²íme Ov íme, zda toto e²ení vyhovuje i v²em vynechaným rovnicím m < n: Ozna íme si (m n) neznámých jako parametry a soustavu vy e²íme v závislosti na nich Soustava m lineárních rovnic o n neznámých a 11 x 1 + a 12 x 2 + a 13 x 3 + + a 1n x n = b 1 a 21 x 1 + a 22 x 2 + a 23 x 3 + + a 2n x n = b 2 a m1 x 1 + a m2 x 2 + a m3 x 3 + + a mn x n = b m a ij R; b i R Absolutní leny; x j R Neznámé i = {1; 2; ; m}; j = {1; 2; ; n} 1

b 1 = b 2 = = b m = 0 homogenní soustava, má triviální e²ení: x 1 = = x n = 0 alespo jeden ze len b i 0 nehomogenní soustava Soustavu e²íme Gaussovou elimina ní metodou nebo Cramerovým pravidlem (pokud m = n) Viz dále Kaºdá n-tice [x 1 ; x 2 ; ; x n ] reálných ísel, která vyhovuje dané soustav, se nazývá partikulární e²ení V²echna partikulární e²ení tvo í tzv obecné e²ení Soustava nerovnic o jedné neznámé Nejd íve vy e²íme kaºdou nerovnici zvlá² Mnoºina v²ech e²ení soustavy je pak pr nik mnoºin v²ech e²ení jednotlivých nerovnic Matice Matice je schéma, ve kterém je uspo ádáno m n reálných ísel do m ádk a n sloupc Tato ísla nazýváme prvky matice: a ij (i ádkový index; j sloupcový index) Matice ozna ujeme velkými tiskacími písmeny a 11 a 12 a 13 a 1n a 21 a 22 a 23 a 2n A (m;n) = a m1 a m2 a m3 a mn Hlavní diagonála je tvo ena prvky a 11, a 22, a 33,, a mn, musí platit m = n Vedlej²í diagonála je opa ná diagonála k hlavní diagonále Bodová matice m = n = 1 ádková matice m = 1 Sloupcová matice n = 1 ƒtvercová matice m = n Determinant tvercové matice A ozna me A Pokud je A = 0 pak je tato matice singulární Pokud A 0, ozna ujeme tuto matici jako regulární Nulová matice je taková matice, v²echny prvky jsou nulové Jednotková matice je tvercová matice, která má na hlavní diagonále jedni ky a ostatní prvky jsou nuly 2

Trojúhelníková matice Transponovaná matice má nad nebo pod hlavní diagonálou samé nuly vznikne z p vodní matice zám nou ádk a sloupc Inverzní matice je taková tvercová matice A 1, pro kterou platí A A 1 = A 1 A = jednotková matice Inverzní matici ur íme tímto zp sobem: P vodní matici A upravíme na jednotkovou matici Tyto úpravy provádíme na jednotkové matici stejného ádu Matice, která vznikne t mito úpravami je inverzní maticí A 1 k matici A Hodnost matice A ozna ujeme h(a) Matice A má hodnost h, práv tehdy kdyº z ní lze vybrat determinant ádu h, který je r zný od nuly a v²echny determinanty vy²²ích ád jsou nulové Hodnost matice m ºeme ur it tak, ºe matici upravíme na trojúhelníkový tvar a po et nenulových ádk ur ují hodnost matice K úprav matice na trojúhelníkový tvar m ºeme pouºít tyto úpravy: zám na ádk za sloupce nebo ádk nebo sloupc mezi sebou násobení ádeku nebo sloupce nenulovým íslem p i tení k libovolnému ádku nebo sloupci lineární kombinací ostatních ádk nebo sloupc vynechání ádku nebo sloupce, který je lineární kombinací ostatních ádk nebo sloupc Operace s maticemi Rovnost matic: Dv matice stejného typu se sob rovnají, mají-li ma stejných místech stejné prvky A = B a ij = b ij S ítání matic: Sou et matic stejného typu je sou et odpovídajících prvk Platí komutativní a asociativní zákon A + B = C c ij = a ij + b ij Násobení matice reálným íslem: Násobení matice reálným íslem je vynásobení v²ech prvk matice tímto íslem k A = B b ij = k a ij Násobení matice maticí: Je-li první matice A typu (m, n) a druhá matice B typu (n, p), pak sou inem t chto matic v tomto po adí A B je matice C typu (m, p), pro niº platí: A B = C c ik = n a ij b jk j=1 i = {1; 2; ; m}; k = {1; 2; ; p} 3

Gaussova elimina ní metoda Pouºívá se k e²ení soustavy lineárních rovnic o n neznámých P i e²ení postupujeme takto: 1 Koecienty rovnic zapí²eme do matice s roz²í ením pravé strany tak, aby prvek a 11 nebyl nulový 2 Roz²í enou matici dané soustavy transponujeme úpravami, které zachovávají její hodnost, na trojúhelníkovitý tvar 3 Vypo ítáme hodnost p vodní a roz²í ené matice a podle Frobenovy v ty ur íme e²itelnost soustavy: h = h = n soustava má jedno e²ení h = h < n soustava má nekone n mnoho e²ení, (n h) neznámých p evedeme na pravou stranu jako parametry h h soustava nemá e²ení 4 P epí²eme ádky matice op t do rovnic a ur íme ko eny Determinanty Uspo ádáme-li n 2 reálných ísel do tvercového schématu o n ádcích a n sloupcích, dostaneme determinant n-tého ádu Kaºdému takovému determinantu lze p i adit reálné íslo, které nazýváme hodnotou tohoto determinantu Hodnota determinantu Determinant 1 ádu: a 11 = a11 Determinant 2 ádu: pomocí Sarrusova pravidla a 11 a 12 a 21 a 22 = a 11 a 22 a 21 a 12 Determinant 3 ádu: pomocí Sarrusova pravidla a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 = = a 11 a 22 a 33 +a 12 a 23 a 31 +a 21 a 32 a 13 a 13 a 22 a 31 a 21 a 12 a 33 a 23 a 32 a 11 Determinanty jiného ádu: úpravou na trojúhelníkový tvar Na úpravu m ºeme pouºít tyto metody: 4

Hodnota determinantu se nezm ní zam níme-li i-tý ádek za i-tý sloupec nebo naopak Zam níme-li v determinantu dv rovnob ºné ady ( ádek nebo sloupec), hodnota determinantu se zm ní v opa nou Vynásobíme-li prvky n které ady reálným íslem k, zm ní se jeho hodnota k-krát Hodnota determinantu se nezm ní, p ipo teme-li k n které jeho ad lineární kombinaci ad s ní rovnob ºných Je-li v determinantu n která jeho ada lineární kombinací ad s ní rovnob ºných, je hodnota determinantu rovna nule Jsou-li prvky n které ady rovny nule, je hodnota determinantu rovna nule Pokud má determinant trojúhelníkový tvar, pak je jeho hodnota rovna sou inu prvk na hlavní diagonále Cramerovo pravidlo 1 Ur íme hodnotu derminantu D sestaveného z koecient na levých stranách rovnic 2 Ur íme hodnoty derminant D i sestavených z koecient na levých stranách rovnic Vºdy i-tý sloupec nahradíme hodnotami na pravých stranách rovnic 3 Spo ítáme hodnoty prom nných následujícím zp sobem: D = 0 D i = 0: Nekone n mnoho e²ení D = 0 alespo jeden z D i 0: šádné e²ení {[ D1 D 0: K = D ; D 2 D ; ; D ]} n D 5