Gaussova metoda za SLAE rješenje

U ovoj ćemo publikaciji razmotriti što je Gaussova metoda, zašto je potrebna i koji je njezin princip. Također ćemo na praktičnom primjeru pokazati kako se metoda može primijeniti za rješavanje sustava linearnih jednadžbi.

Sadržaj

Opis Gaussove metode

Gaussova metoda je klasična metoda sekvencijalnog uklanjanja varijabli korištenih za rješavanje . Ime je dobio po njemačkom matematičaru Carlu Friedrichu Gaussu (1777.-1885.).

No, prvo se prisjetimo da SLAU može:

  • imati jedno jedino rješenje;
  • imaju beskonačan broj rješenja;
  • biti nekompatibilni, tj. nemati rješenja.

Praktične prednosti

Gaussova metoda odličan je način za rješavanje SLAE koji uključuje više od tri linearne jednadžbe, kao i sustave koji nisu kvadratni.

Princip Gaussove metode

Metoda uključuje sljedeće korake:

  1. ravno – proširena matrica koja odgovara sustavu jednadžbi, reducira se putem iznad redaka na gornji trokutasti (stepenasti) oblik, tj. ispod glavne dijagonale trebaju biti samo elementi jednaki nuli.
  2. natrag – u rezultirajućoj matrici elementi iznad glavne dijagonale također su postavljeni na nulu (donji trokutasti prikaz).

Primjer SLAE rješenja

Riješimo donji sustav linearnih jednadžbi Gaussovom metodom.

Gaussova metoda za SLAE rješenje

Riješenje

1. Za početak predstavljamo SLAE u obliku proširene matrice.

Gaussova metoda za SLAE rješenje

2. Sada je naš zadatak resetirati sve elemente ispod glavne dijagonale. Daljnje radnje ovise o specifičnoj matrici, u nastavku ćemo opisati one koje se odnose na naš slučaj. Prvo mijenjamo retke, postavljajući njihove prve elemente uzlaznim redoslijedom.

Gaussova metoda za SLAE rješenje

3. Od drugog reda dva puta oduzmite prvi, a od trećeg – utrostručite prvi.

Gaussova metoda za SLAE rješenje

4. Dodajte drugi red trećem retku.

Gaussova metoda za SLAE rješenje

5. Oduzmite drugu liniju od prve linije, a treću liniju istovremeno podijelite s -10.

Gaussova metoda za SLAE rješenje

6. Prva faza je završena. Sada moramo dobiti nulte elemente iznad glavne dijagonale. Da biste to učinili, od prvog retka oduzmite trećinu pomnoženu sa 7, a u drugu dodajte trećinu pomnoženu s 5.

Gaussova metoda za SLAE rješenje

7. Konačna proširena matrica izgleda ovako:

Gaussova metoda za SLAE rješenje

8. Odgovara sustavu jednadžbi:

Gaussova metoda za SLAE rješenje

Odgovor: korijen SLAU: x = 2, y = 3, z = 1.

Ostavi odgovor