Линейная алгебра

Преобразования строк

Элементарные операции со строками, эквивалентные системы и приведение матриц к удобному виду.

8 формул

Таблица формул

Формула Запись Тема Для чего нужна
Матричная форма системы линейных уравнений $Ax=b$ Матрицы, определители Матричная форма Ax = b записывает систему линейных уравнений как произведение матрицы коэффициентов на столбец неизвестных. Такая запись позволяет решать систему не как набор отдельных строк, а как единый линейный объект.
Расширенная матрица системы $\left[A\mid b\right]$ Матрицы, определители Расширенная матрица [A|b] объединяет коэффициенты системы и правые части в одну таблицу. Она нужна для метода Гаусса, потому что при преобразовании строк меняются и коэффициенты, и правые части.
Элементарные преобразования строк $R_i\leftrightarrow R_j,\quad R_i\leftarrow cR_i\ (c\ne0),\quad R_i\leftarrow R_i+cR_j$ Матрицы, определители Элементарные преобразования строк - это три допустимые операции, которые заменяют систему на эквивалентную: перестановка строк, умножение строки на ненулевое число и прибавление кратной строки.
Прямой ход метода Гаусса $R_i\leftarrow R_i-\frac{a_{ik}}{a_{kk}}R_k$ Матрицы, определители Прямой ход метода Гаусса зануляет коэффициенты под ведущими элементами. В результате система приводится к ступенчатому виду, из которого решение находят обратной подстановкой.
Обратная подстановка в методе Гаусса $x_i=\frac{b'_i-\sum_{j=i+1}^{n}u_{ij}x_j}{u_{ii}}$ Матрицы, определители Обратная подстановка находит неизвестные после прямого хода метода Гаусса. Она идет снизу вверх по ступенчатой системе: сначала последняя ведущая переменная, затем предыдущие.
Ступенчатый вид матрицы $p_1<p_2<\dots<p_r,\quad a_{ij}=0\ \text{ниже ведущих элементов}$ Матрицы, определители Ступенчатый вид матрицы - это форма, где ведущие элементы ненулевых строк смещаются вправо при движении вниз, а под каждым ведущим элементом стоят нули.
Приведенный ступенчатый вид матрицы $\operatorname{rref}(A)$ Матрицы, определители Приведенный ступенчатый вид, или RREF, усиливает обычный ступенчатый вид: каждый ведущий элемент равен 1, а в его столбце все остальные элементы равны 0.
Метод Гаусса-Жордана $\left[A\mid b\right]\sim\left[I\mid x\right]$ Матрицы, определители Метод Гаусса-Жордана продолжает метод Гаусса до приведенного ступенчатого вида. Если система имеет единственное решение, расширенная матрица превращается в [I|x], и ответ читается сразу.