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Cramer法则

发布者: castelu | 发布时间: 2017-11-9 18:39| 查看数: 1580| 评论数: 0|帖子模式

定理1(Cramer法则) 如果线性方程组
$$ \left\{ \begin{array}{l} a_{11}x_1+a_{12}x_2+\cdots+a_{1n}x_n=b_1\\ a_{21}x_1+a_{22}x_2+\cdots+a_{2n}x_n=b_2\\ \cdots\\ a_{n1}x_1+a_{n2}x_2+\cdots+a_{n n}x_n=b_n \end{array} \right. $$
  的系数矩阵
$$A= \left( {\begin{array}{*{20}{c}} a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\ a_{21}&a_{22}&\cdots&a_{2n}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{n n} \end{array}} \right) $$
  的行列式
$$d=|A| \ne 0,$$
  那么线性方程组有解,并且解是唯一的,解可以通过系数表为
$$x_1=\frac{d_1}{d},x_2=\frac{d_2}{d},\cdots,x_n=\frac{d_n}{d},$$
  其中$d_j$是把矩阵$A$中第$j$列换成方程组的常数项$b_1$,$b_2$,$\cdots$,$b_n$所成的矩阵的行列式,即
$$d_j= \left| {\begin{array}{*{20}{c}} a_{11}&\cdots&a_{1,j-1}&b_1&a_{1,j+1}&\cdots&a_{1n}\\ a_{21}&\cdots&a_{2,j-1}&b_2&a_{2,j+1}&\cdots&a_{2n}\\ \vdots&&\vdots&\vdots&\vdots&&\vdots\\ a_{n1}&\cdots&a_{n,j-1}&b_n&a_{n,j+1}&\cdots&a_{n n} \end{array}} \right|,j=1,2,\cdots,n。$$

  定理中包含着三个结论:
1、方程组有解;
2、解是唯一的;
3、解由公式给出。
这三个结论是有联系的。
  定理1通常称为Cramer法则。
  常数项全为零的线性方程组称为齐次线性方程组。显然,齐次线性方程组总是有解的,因为$(0,0,\cdots,0)$就是一个解,它称为零解。对于齐次线性方程组,我们关心的问题常常是,它除去零解以外还有没有其他解,或者说,它有没有非零解。对于方程个数与未知量个数相同的齐次线性方程组,应用Cramer法则就有

定理2 如果齐次线性方程组
$$ \left\{ \begin{array}{l} a_{11}x_1+a_{12}x_2+\cdots+a_{1n}x_n=0\\ a_{21}x_1+a_{22}x_2+\cdots+a_{2n}x_n=0\\ \cdots\\ a_{n1}x_1+a_{n2}x_2+\cdots+a_{n n}x_n=0 \end{array} \right. $$
  的系数矩阵的行列式$|A| \ne 0$,那么它只有零解。换句话说,如果方程组有非零解,那么必有$|A|=0$。

  Cramer法则的意义主要在于它给出了解与系数的明显关系,这一点在许多问题的讨论中是重要的。但是用Cramer法则进行计算是不方便的,因为按这一法则解一个$n$个未知量$n$个方程的线性方程组就要计算$n+1$个$n$级行列式,这个计算量是很大的。

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