Sistemaning umumiy yechimi. Gauss usulining Gauss-Jordan modifikatsiyasi
Arifmetik vektorlar ustida chiziqli amallar va ularning xossalari
Download 150.21 Kb.
|
CHIZIQLI ALMASHTIRISHGA QO\'SHMA ALMASHTIRISH
- Bu sahifa navigatsiya:
- 1. Izzatullayev N.
2. Arifmetik vektorlar ustida chiziqli amallar va ularning xossalari
n o‘lchovli arifmetik vektorlar ustida chiziqli amallar quyidagicha bajariladi: Berilgan x va y vektorlarni qo‘shganda ularning mos koordinatalari qo‘shiladi: x + y = (x1 + y1; x2 + y2; …; xn + yn). Berilgan x vektorni k haqiqiy songa ko‘paytirganda uning har bir koordinatasi k marta ortadi: kx = (kx1; kx2; …; kxn). Vektorlar ustida chiziqli amallar quyidagi xossalarga bo‘ysinadi: 1) x + y = y + x; 5) (α + β) x = α x + β x; 2) x + (y + z) = (x + y) + z; 6) α (β x) = (α β) x; 3) x + (- y) = x – y ; 7) x + θ = x; 4) α (x + y) = α x + α y; 8) x 1 = x , bu yerda, x, y va z – arifmetik vektorlar, α va β esa haqiqiy sonlar. Arifmetik vektorlarning skalyar ko‘paytmasi. Vektor uzunligi Skalyar ko‘paytma xossalari Berilgan x = (x1; x2; …; xn) va y = (y1; y2; …; yn) arifmetik vektorlarning skalyar ko‘paytmasi deb, vektorlar mos koordinatalari ko‘paytmalarining yig‘indisiga teng songa aytiladi va (x, y) shaklda yoziladi. Ta’rifga binoan, (x, y) = x1y1 + x2y2 + …+ xnyn yoki Berilgan x = (x1; x2; …; xn) vektorning moduli yoki uzunligi (normasi) deb, quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadigan nomanfiy |x| songa aytiladi: yoki . Vektorlarning skalyar ko‘paytmasi quyidagi xossalarga bo‘ysinadi: 1) (x, x) ≥ 0 , 3) (x, y + z) = (x, y) + (x, z), 2) (αx, y) = α(x, y), 4) (x, y) = (y, x). 4. Koshi-Bunyakovskiy tengsizligi. Vektorlar orasidagi burchak. Uchburchak tengsizligi Skalyar ko‘paytma xossalaridan foydalanib, quyidagi Koshi–Bu-nyakovskiy tengsizligini isbotlash mumkin: |(x, y)| ≤ |x| |y|. Tengsizlik bo‘yicha x va y vektorlar skalyar ko‘paytmasi absolut qiymati vektorlar modullari ko‘paytmasidan katta emas. Koshi–Bunyakovskiy tengsizligi koordinatalarda ko‘rinishda yoziladi. Shunday bir yagona λ = cos φ [-1; 1] (φ[0;π]) son tanlash mumkinki, bunda (x, y) = |x| |y| cosφ (φ [0; π]). tenglik o‘rinli bo‘ladi. Oxirgi tenglikdan real fazoda bo‘lgani kabi, abstrakt Rn fazoda ham uning x va y arifmetik vektorlari orasidagi burchak haqida gapirish mumkin va uning kattaligi kosinusini aniqlash mumkin: Rn fazoda ham uchburchak yoki Minkovskiy tengsizligi deb ataluvchi |x + y| ≤ |x| + |y| tengsizlik o‘rinli. Ermit, qo’shma, simmetrik, unitar matritsalar to’g’risida tushuncha. Ushbu mavzuda maxsus xossalarga ega bo’lgan matritsalardan foydalanishga to’gri keladi . Shuning uchun avvalo shu matritsalarni ta’riflab o’tamiz . Agar barcha i va j lar uchun bo’lsa (bu yerda ustidagi chiziq qo’shma kopelks soni bidiradi) elementlari dan iborat bo’lgan matritsaga nisbatan qo’shma matritsa deyiladi. Agar A kvadrat matritsa o’zining qo’shmasi bilan ustma-ust tushsa ya’ni bo’lsa, u Ernit matritsasi yoki o’z-o’ziga qo’shma matritsa deyiladi. Elementlari haqiqiy sondan iborat bo’lgan Ermit matritsasi simmetrik matritsa deyiladi. Bu matritsa tenglik bilan aniqlanadi . Agar (1) bajarilsa , u holda A unitar matritsa deyiladi , bu yerda E-birlik matritsa . Unitar matritsa quyidagi xossalarga ega: 1) Agar A matritsa bo’lsa , u holda uni determenati moduli 1 ga teng bo’lgan kompleks sondir , haqiqatdan ham (1) ga ko’ra 2) Agar A unitar matritsa bo’lsa , u holda . Buni isbotlash uchun (1) ni chapdan ga ko’paytirish kifoyadir. 3) Agar A unitar matritsa bo’lsa , u holda ham unitardir. 4) Ikkita unitary matritsalarning ko’paytmasi unitar matritsadir . Haqiqatdan ham , A va B unitar matritsalar bo’lsin , u holda . 2. Kvadrat ildizlar metodining g’oyasi. Endi kvadrat ildizlar metodini ko’rib chiqaylik . Faraz qilaylik , A Ermit matritsasi bo’lsin . Kvadrat ildizlar metodining g’oyasi A matritsani uchburchak va diagonal matritsalar ko’paytmasi shaklida tasvirlashdan iboratdir : A=T*DT (2) Bu yerda yuqori uchburchak matritsa bo’lib , D esa elementlari +1 yoki -1 dan iborat bo’lgan diagonal maritsadir . T elementlarini topish uchun (2) tenglikdan, matritsalarni ko’paytirish qoidasiga asoslanib , larga nisbatan quyidagi tenglamlar sistemasini hosil qilamiz : (3) Bu yerda lar bilan o’zaro qo’shma kompleks sonlardir . (3) sistemada tenglamalarning soni noma’lumlarning sonidan n taga kam . (3) sistemadan lar yagona ravishda topilishi uchun larni shunday tanlab olamiz , lar haqiqiy va musbat bo’lsin . U vaqtda (3) sistemaning ikkita tenglamasidan i=j bo’ganda ga ega bo’lamiz . Endi deb olib uchun ni hosil qilamiz . (3) sistemaning birinchi tenglamasidan i=1 bo’lganda (j=2,3,…,n) kelib chiqadi . Shunga o’xshash (3) sistemada i=2 bo’lganda avval ikkinchi tenglamadan ni so’ngra birinchi tenglamadan ni topamiz : (j=3,4,…,n) Shunday qilib , T ning avvalgi ikkita satr elementlarini toppish uchun formulalar chiqardik . Shunga o’xshash , T matritsaning qolgan elementlarini ham topamiz . Umumiy holda hisoblashlar quyidagi formulalar yordamida olib boriladi : Shunday qilib , (2) yoyilma mavjud va (4) formulalar yordamida aniqlanadi . Nihoyat Sistemani yechish uchun uni A=T*DT yoyilmadan foydalanib , quyidagi ikkita uchburchak matritsali sistemalar shaklida yozib olamiz: Bu sistemalarni yozib olsak, va
ga ega bo’lamiz. Bundan esa , ketma-ket quyidagilarni hosil qilamiz: va Agar A haqiqiy va simmetrik matritsa bo’lsa , bu matritsani bir-biriga nisbatan o’zaro transpotrlangan ikkta matritsalar ko’paytmasi shaklida yozish mumkin : bu yerda T-yuqori uchburchak matritsa . Bu holda (4) formulalar bir oz soddalashib , ushbu ko’rinishga ega bo’ladi : Shuni ham ta’kidlab o’tish kerakki , faqat A matritsa musbat aniqlangan bo’lgandagina T matritsaning diagonal elementlari haqiqiy va musbat bo’lishi mumkin . Aks xolda , T matritsa elementlari orasida komplekslari xam uchrab qolishi mumkin. Uchbrchak matritsaning determinanti diagonal elementlari ko’paytmasi teng ekanligini e’tiborga olib , (2) yoyilmadan detA ni toppish uchun quyidagini hosil qilamiz : Bu yerda q-EHM dagi mumkin bo’lgan eng katta songa , p-esa eng kichkina yaqin bo’lib , pq=1; lar T matritsaning absolyut qiymatlari bo’yicha birdan ortmaydigan elementlari , lar esa qolgan elementlaridir . yoki 1-chizma yoki 2-chizma Bu metod yordamida xotirasi 4095 ta yacheykadan iborat EHM larda matritsa haqiqiy va simmetrik bo’lgan 88-tartibli sistemani yechish mumkin . Kvadrat ildizlar metodi ko’pincha kuzatishlar natijasida eng kichik kvadratlar metodi bilan ishlab chiqqanda hosil bo’ladigan tenglamalarning normal sistemasini yechish uchun qo’llaniladi . Bunday sistema matritsaning bosh minorlari musbat bo’lgan Ermit matritsasi bo’ladi . Bunday sistealarning tartiblari odatda bir necha yuz , xatto minglarga teng bo’lishi mumkin . Odatda yuqori tartibli chiziqli algebraik tenglamalar sistemasini yechish nihoyatda murakkab masala . Shuning uchun ham har bir konkret masalaning ichki xususiyatlaridan foyalanish kerak . Masalan ko’p masalalar , shu jumladan , eng kichik kvadratlar metodi bilan transport masalani yechish matritsasi 1-chizmadagi ko’rnishga ega bo’lgan yuqori darajali algebraik tenglamalar sistemasiga olib keladi . Bunday sistemalarni kivadrat ildizlar metodi bilan yechish qulaydir . Haqiqatdan ham , faraz qilaylik , A Ermit matritsaning elementlari biror j va barcha lar uchun shartni qanoatlantirsin . U holda , (4) formuladan ko’rinadiki , ular mos bo’lgan elementlar ham nolga aylanadi . Shuning uchun ham , T matritsaning ko’rinishi A matritsaning o’ng yarmidek , ya’ni 2-chizmadagidek bo’ladi . Nol elementar ustida amal bajarmasak , u holda hisoblash ishlari faqat tezlashibgina qolmasdan , balki yechladigan masalaning tartibini orttirish ham mumkin. 3. Berilgan simmetrik matritsaga ega bo’lgan sistemani kvadrat ildizlar metodi yordamida yechish . MASALA:
Soddalik uchun simmetrik masalga ega bo’lgan quyidagi
Sistemani kvadrat ildizlar metodi bilan yechaylik. YECHISH. Sistemening koeffitsientlari va ozod hadlarni keltirilgan jadvalning A qismida joylashgan ustunni hisoblab chiqamiz. (7) va (5) formulalar yordamida ketma-ket elementlarni va yangi ozod had larni hisoblab , jadvalning qismini to’ldiramiz . Kontrol uchun har gal ustunni hisoblab turamiz . Masalan , va quyidagicha topiladi : Jadval
Jadvaldagi yechimni verguldan keyin uch xonasigacha yaxlitlab olsak , quyidagiga ega bo’lamiz : XULOSA Mening xulosam shundan iboratki , mazkur mavzuni o’rganish davomida men chiziqli algebraik tenglamalar sistemasini kvadrat ildizlar metodi yordamida yechishni o’rgandim . Bundan tashqari 1 . Ermit, qo’shma, simmetrik matritsalar to’g’risida tushunchalarga, 2. Unitar matritsaning xossalari haqida, 3. Kvadrat ildizlar metodining g’oyasini, 4. Berilgan simmetrik matritsaga ega bo’lgan sistemani kvadrat ildizlar metodi yordamida yechish to’g’risida tushunchalarga ega bo’ldim . Chiziqli algebraik tenglamalar sistemasini yechishda kvadrat ildizlar medoti eng qulay usullardan biri ekanligiga ishonch hosil qildim . Adabiyot: 1. Izzatullayev N.2. Mamatov Sh.3. S. Xoliqulov S. Chiziqli algebra elementlari va tekislikda analitik geometriya Uslubiy qo`llanma 4. www.ziyonet.uz5. Download 150.21 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling