1.
Transponirlashni;
2.
Istalgan ikki satr (ikki ustun) ni o’zaro almashtirishni;
3.
Istalgan satr (ustun) ning elementlarini noldan farqli har qanday songa
ko’paytirishni;
4.
Bir satr (ustun) ning elementlarini istalgan songa ( bo’lishi ham mumkin)
ko’paytirib, boshqa satr(ustun)ning mos elementlariga qo’shishni aytamiz.
Agar matrisa matrisaning satrlari(yoki ustunlari)ni bir necha marta ketma-ket
elementar almashtirishlar yordamida olingan bo’lsa, u holda matrisa
matrisaga ekvivalent deyiladi .
9. Teskari matrisa haqida tushuncha
16-ta’rif. Agar - tartibli va kvadrat matrisalar orasida – birlik matrisa) munosabat
o’rinli bo’lsa, u holda matrisani matrisaga (va aksincha) teskari matrisa deyiladi.
matrisa uchun teskari matrisasini orqali belgilanadi. U holda o’zaro teskari
matrisalar uchun ushbu munosabat o’rinli:
Berilgan kvadrat matrisaga teskari matrisa har doim ham mavjud bo’lavermaydi.
Bunday matrisa mavjud bo’lganda uni topish ko’p masalalarni hal etishda muhim
ahamiyat kasb etadi.
17–ta’rif. Agar kvadrat matrisaning determenanti nolga teng bo’lsa, u holda
matrisani maxsus, aks holda, maxsusmas matrisa deyiladi.
5-teorema. Ixtiyoriy maxsusmas matrisa uchun unga teskari matrisa mavjud.
Isboti. Faraz qilaylik, matrisa tartibli kvadrat matrisa bo’lib, bo’lsin. A matrisaning
elementlariga mos keluvchi algebraik to’ldiruvchilardan tuzilgan ushbu matrisani
qaraymiz:
Agar bu matrisani transponirlasak, matrisaga ega bo’lamiz. 1 matrisani odatda
matrisaga qo’shma matrisadeyiladi. Hosil bo’lgan bu matrisani matrisaga teskari
ekanini, ya’ni ekanligini isbot qilamiz.
Eslatmalar.
1. Berilgan maxsusmas matrisa uchun uning teskari matrisasi yagonadir.
2. Maxsus kvadrat matrisa uchun teskari matrisa mavjud emas.
Teskari matrisa quyidagi xossalarga ega:
1.
Teskari matrisaning determinanti berilgan matrisa determinantining teskari
qiymatiga teng, ya’ni
2) Kvadrat matrisalar ko’paytmasi uchun teskari ikkinchi matrisaga teskari
matrisaning birinchi matrisaga teskari matrisaga ko’paytmasiga teng, ya’ni
3) Transponirlangan teskari matrisa berilgan transponirlangan matrisaning
teskarisiga teng, ya’ni
4) Teskari matrisaning teskarisi berilgan matrisaning o’ziga teng, ya’ni
Matritsa rangi.
18-ta’rif. Matritsaning rangi deb uning noldan farqli minorlarining eng yuqori
tartibiga aytiladi. Matritsaning rangi yoki kabi belgilanadi.
10. Ikkinchi, uchinchi tartibli determinantlarning ta’riflari
- 2-tartibli kvadrat matritsa bo’lsin.
19-ta’rif. 2-tartibli kvadrat matritsaning 2 tartibli tavsiflovchi (determinant)si deb
= songa aytiladi.
Matritsaning determinantini yoki kabi ham belgilanadi.
20-ta’rif. Ushbu songa uchinchi tartibli determinant deyiladi. Bu ifoda
uchburchaklar qoidasi (Sarryus qoidasi) bo’yicha topiladi. Uni quyidagi jadvallar
orqali tasvirlash mumkin bo’lib, bir xil ishora bilan bitta ko’paytmada ishtirok
etuvchi elementlar kesmalar bilan birlashtirilib ko’rsatilgandir .
11. Chiziqli tenlamalar va ularni yechish usullari
Funksiya chiziqli va chiziqsiz bo‘lishi mumkin. Funksiya chiziqli deyiladi,
agarda unda qatnashayotgan o‘zgaruvchi birinchi darajali bo‘lib, u bilan faqat
ayirish yoki qo‘shish bajarilsa. Aks holda chiziqsiz deyiladi.
Amaliyotda ko‘plab amaliy masalalar chiziqli tenglamalar sistemasini yechishga
keladi. Chiziqli tenlamalar sistemasini yechishning bir qancha usullari mavjud.
Ularga Gauss, Kramer, matritsa, iteratsiya, Zeydel, Jardan-Gauss usullarini misol
qilish mumkin. Bu usullarni qo‘llagan holda kompyuterda Excel, MathCad va
MatLab dasturiy vositalarning standart matematik funksiyalari yordamida
tenglamalar sistemasini juda oson yechish mumkin.
Quyidagi formulaga n-ta nomalumli n-ta tenglamalar sistemasi deyiladi.
Bu tenglamalar sistemasi vektor formada quyidagicha yoziladi
A×X=B. (15)
Bu yerda ,A - tenglama koeffitsientlari matritsasi;
X - nomalumlar vektori;
B - tenglama ozod hadlari vektori.
(15) vektor tenglamasini yechish uchun uning ikki tamoniga A-1 teskari matritsani
ko‘paytiramiz va natijada quyidagiga ega bo‘lamiz.
A-1×A×X= A-1×B.
Matritsani uning teskarisiga ko‘paytirish qoidasiga ko‘ra uning natijasi birlik
matritsaga ega. Shu sabab (16) tenglamani quyidagicha yozamiz
X= A-1×B.
Yechimni topish uchun (17) tenglamada oldin teskari matritsani topish va keyin
uni B vektoriga ko‘paytirish lozim.
Misol. Firma to‘rtta A1,A2,A3,A4 turdagi mahsulot ishlab
chiqarishda S1,S2,S3,S4turdagi resurslarni ishlatadi. Resurslardan har bir mahsulot
bir birligiga ketadigan meyor va bir kunda ketadigan resurslar hajmi jadvalda
berilgan.
Mahs-
ulot
turi
Har bir mahsulotning bir birligi
uchun ketadigan meyor
Bir kunda ketadigan
resurslar hajmi
A1
A2
A3
A4
S1
2
2
4
1
2250
S2
2
1
1
2
1550
S3
3
1
2
1
1850
S4
1
2
1
3
1700
Masalaning matematik modelini yozing va uni yechib bir kunda ishlab
chiqiladigan mahsulotlar hajmini toping.
Yechish. Firma har kuni A1 mahsulotdan x1, A2 mahsulotdan x2, A3 mahsulotdan
x3 va A4 mahsulotdan x4 hajmda ishlab chiqariladi. U holda masala quyidagi
tenglamalar sistemasiga keladi. Bu tenglamalar sistemasini matritsa formasida
yozamiz
A×X=B. Tenlamalar sistemasini yechishning Jardan-Gauss usulini ko‘rib
chiqamiz. Jardan-Gauss usuli chiziqli tenglamalar sistemasini yechish uchun
zarurat tug‘ulganda A-1 teskari matritsani topish uchun eng qulay usullardan
biridir. Bu usul mohiyati quyidagidan iborat: Sistemadagi birinchi tenglamadan
ixtiyoriy 0 dan farqli koeffitsientli nomalum tanlanadi va birinchi tenglamaning
hamma hadlari shu koeffitsientga bo‘linadi. Birinchi tenglama yordamida
tanlangan noma’lum boshqa hamma tenlamalardan yo‘qotiladi. Ikkinchi
tenglamadan ixtiyoriy 0 dan farqli koeffitsientli nomalum tanlanadi va ikkinchi
tenglamaning hamma hadlari shu koeffitsientga bo‘lib chiqiladi. Bu tenglama
yordamida tanlangan noma’lum qolgan hamma tenlamalardan yo‘qotiladi va
hokazo.
Chiziqli tenglamalar sistemasini yechishning Gauss usuli. n ta no’malumli m ta
tenglamalar sistemasini qaraymiz.Agar chizikli tenglamar sistemasi yechimga ega
bo’lsa, u birgalikda, agar yechimga ega bo’lmasa, u birgalikda emas deyiladi.
Quyidagi elemyentar almashtirishlar natijasida tenglamalar sistemasi o’ziga teng
kuchli sistemaga almashadi;
1.
Istalgan ikki tenglamani o’rinlarini almashtirilsa;
2.
Tenglamalardan istalgan birini ikkala tomonini noldan farkli songa
ko’paytirilsa;
3.
Tenglamalardan birini istalgan haqiqiy songa ko’paytirib, boshqa
tenglamaga qo’shilsa.
Agar n>m bo’lsa, n - m ta bir xil noma’lumli xadlarni tengliklarning o’ng
tomoniga olib o’tib, o’ng tomidagi nomalumlar ixtiyoriy qiymatlarni qabul qiladi
deb, tenglamalar sistemasini n=m xolga keltirib olish mumkin. Shuni e’tiborga
olib, (14) sistemani n=m xoli uchun yechamiz.
Gauss usulining moxiyati noma’lumlarni ikkinchi tenglamadan boshlab, ketma-ket
yo’qotib oxirgi teglamada bitta no’malum qolguncha davom ettiriladi va oxirgi
tenglamadan yuqoriga qarab no’malumlarni ketma-ket topib, yechim hosil
qilinadi.
Gauss usulining algoritmi quyidagi qadamlardan iborat:
1-qadam. (14) sistemada birinchi tenglamani xar ikki tomonini a11 ga bo’lib, teng
kuchli ushbu sistemani hosil qilamiz:
(18)
Birinchi tenglamani a21 ga ko’paytirib ikkinchi tenglamadan, a31 ga ko’paytirib
uchinchi tenglamadan va xokazo an1 ga ko’upaytirib, n-tenglamadan ayiramiz.
Natijada yana berilgan sistemaga teng kuchli ushbu yangi sistemani hosil qilamiz:
Bu sistemada quyidagicha belgilashlar kiritilgan:
a’1k = a1k/a11, a’i k = ai k - (a1k/a11)a i1 ,
b’1 = b1/a11, b’i = bi - (b1/a11)a i1.
i =2,.., n; k=2,..,n.
Agar (19) sistemada biror tenglama chap tomonnidagi barcha koeffitsyentlar
nolga teng, o’ng tomoni esa noldan farqli bo’lsa, ya’ni
0x2+ 0x3 + ... + 0xn = b k (20)
ko’rinishdagi tenglama hosil bo’lsa, sistema birgalikda emas bo’ladi va ishni shu
yerda to’xtatamiz.
Agar (20) ko’rinishdagi tenglama hosil bo’lmasa keyingi qadamga o’tiladi.
2-qadam. Ikkinchi tenglamani a22 koefitsiyentga bo’lamiz, hosil bo’lgan
sistemaning ikkinchi tenglamasini ketma-ket a’32,..., a’n2 ga ko’paytirib uchinchi,
to’rtinchi va xokazo tenglamalardan ayiramiz.
Biz bu jarayonni oxirgi tenglamada xn noma’lum qolguncha davom ettirsak,
dastlabki sistemaga teng kuchli
(21) ko’rinishdagi sistemaga ega bo’lamiz. xn=dn qiymatini (n-1) tenglama qo’yib
xn-1 ni topamiz va xokazo, bu ishni x1 topilguncha davom ettiramiz.
Misol. Quyidagi uchta no’malumli uchta tenglamalar sistemasi berilgan bo’lsin:
Yechish. Birinchi tenglamaning barcha xadlarini a11=2 ga bo’lib,
sistemani hosil qilamiz. Birinchi tenglamani 3ga ko’paytirib ikkinchi tenglamadan
va so’ngra uchinchi tenglamadan birinchi tenglamani ayiramiz:
Ikkinchi tenglamani 0.5 ga bo’lib, so’ngra uni -1.5 ga ko’paytirib, uni uchinchi
tenglamadan ayiramiz:
Natijada hosil bo’ladi.
Bundan ketma-ket x3=3, x2=-1+3=2, x1=0.5-0.5x2 +0.5x3 =1 larni topamiz.
Shunday qilib, berilgan sistemani yechimlari x1=1, x2 =2, x3 =3 aniqlaymiz.
Misol. Quyidagi beshta no’malumli uchta tenglamalar sistemasi berilgan bo’lsin:
Yechish. Bu sistemada x4 va x5 larni o’ng tomonga olib o’tamiz:
Misol uchun, x4 =2, x5 =1 qiymatlarni qo’ysak quyidagi sistema hosil bo’ladi:
x2 =3 ekanini e’tiborga olsak
sistemaga ega bo’lamiz. Birinchi tenglamani 2ga ko’paytirib, undan ikkinchi
tenglamani ayirsak
hosil bo’ladi. Bundan x3 =-3/7, x2 =3, x1 =12/7 aniqlanadi.
Tenglamalar sistemani Kramyer usulidan foydalanib echishga misol keltiramiz.
Misol. Quyidagi to’rtta no’malumli to’tta tenglamalar sistemasi berilgan bo’lsin:
Yechish. Sistemani Kramyer usulida yechamiz”
Dostları ilə paylaş: |