Реши задание на изображении
На изображении несколько вариантов задания (1.1–1.12 и далее). Какой номер варианта нужно решить?
Обсуждение
10 сообщений1.1
Пришли, пожалуйста, крупный фрагмент изображения с условием 1.1 — сейчас сам текст задания не виден.
Бұл — алдыңғы сұралған 1.1 тапсырмасының жалғасы.
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ 3&6&-2&5\\ 1&0&6&4\\ 2&3&5&1 \end{vmatrix}, \qquad i=4,\quad j=1. \]
Сондықтан \(a_{i2}=a_{42}=3\), \(a_{3j}=a_{31}=1\).
а) Минорлар мен алгебралық толықтауыштар
\[ M_{42}= \begin{vmatrix} 1&-2&0\\ 3&-2&5\\ 1&6&4 \end{vmatrix} =-24. \]
\[ A_{42}=(-1)^{4+2}M_{42}=-24. \]
\[ M_{31}= \begin{vmatrix} 1&-2&0\\ 6&-2&5\\ 3&5&1 \end{vmatrix} =-45. \]
\[ A_{31}=(-1)^{3+1}M_{31}=-45. \]
б) Анықтауышты үш тәсілмен есептеу
1) \(i\)-жолы, яғни 4-жол бойынша
Қажетті алгебралық толықтауыштар:
\[ A_{41}=-10,\qquad A_{42}=-24,\qquad A_{43}=-17,\qquad A_{44}=28. \]
Сонда
\[ \begin{aligned} \Delta &=2A_{41}+3A_{42}+5A_{43}+1A_{44}\\ &=2(-10)+3(-24)+5(-17)+1\cdot28\\ &=-20-72-85+28\\ &=-149. \end{aligned} \]
2) \(j\)-бағаны, яғни 1-баған бойынша
\[ A_{11}=-198,\qquad A_{21}=38,\qquad A_{31}=-45,\qquad A_{41}=-10. \]
\[ \begin{aligned} \Delta &=1A_{11}+3A_{21}+1A_{31}+2A_{41}\\ &=1(-198)+3(38)+1(-45)+2(-10)\\ &=-149. \end{aligned} \]
3) 4-жолда алдын ала нөлдер алу
Бағандарға түрлендіру жасаймыз:
\[ C_1\to C_1-2C_4,\qquad C_2\to C_2-3C_4,\qquad C_3\to C_3-5C_4. \]
Бұл кезде анықтауыш өзгермейді:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ -7&-9&-27&5\\ -7&-12&-14&4\\ 0&0&0&1 \end{vmatrix}. \]
4-жол бойынша жіктесек:
\[ \begin{aligned} \Delta &= \begin{vmatrix} 1&1&-2\\ -7&-9&-27\\ -7&-12&-14 \end{vmatrix}\\ &=1(126-324)-(98-189)-2(84-63)\\ &=-149. \end{aligned} \]
\[ \boxed{\Delta=-149} \]
Маған толық түсіндіріп берші қалай шыққанын
Әрине, қадамдап түсіндірейін. Алдыңғы есептегі анықтауыш:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ 3&6&-2&5\\ 1&0&6&4\\ 2&3&5&1 \end{vmatrix}, \qquad i=4,\quad j=1. \]
1. Индекстер бойынша элементтерді табу
\(i=4\), сондықтан
\[ a_{i2}=a_{42}. \]
Бұл — 4-жолдың 2-бағанындағы элемент:
\[ a_{42}=3. \]
Ал \(j=1\), сондықтан
\[ a_{3j}=a_{31}. \]
Бұл — 3-жолдың 1-бағанындағы элемент:
\[ a_{31}=1. \]
2. Минор мен алгебралық толықтауыш
Минор дегеніміз не?
\(M_{ij}\) минорын табу үшін матрицадан \(i\)-жолды және \(j\)-бағанды алып тастаймыз.
Алгебралық толықтауыш формуласы
\[ A_{ij}=(-1)^{i+j}M_{ij}. \]
Таңбалар кестесі:
\[ \begin{pmatrix} +&-&+&-\\ -&+&-&+\\ +&-&+&-\\ -&+&-&+ \end{pmatrix} \]
3. \(M_{42}\) және \(A_{42}\)
\(M_{42}\) табу үшін 4-жолды және 2-бағанды алып тастаймыз:
\[ M_{42}= \begin{vmatrix} 1&-2&0\\ 3&-2&5\\ 1&6&4 \end{vmatrix}. \]
Үшінші ретті анықтауыш формуласы:
\[ \begin{vmatrix} a&b&c\\ d&e&f\\ g&h&k \end{vmatrix} = a(ek-fh)-b(dk-fg)+c(dh-eg). \]
Сонда:
\[ \begin{aligned} M_{42} &=1\bigl((-2)\cdot4-5\cdot6\bigr) -(-2)\bigl(3\cdot4-5\cdot1\bigr) +0\\ &=1(-8-30)+2(12-5)\\ &=-38+14\\ &=-24. \end{aligned} \]
Енді алгебралық толықтауыш:
\[ A_{42}=(-1)^{4+2}M_{42}. \]
\(4+2=6\), ал жұп сан үшін таңба — «+»:
\[ A_{42}=(-1)^6\cdot(-24)=-24. \]
Демек,
\[ \boxed{M_{42}=-24,\qquad A_{42}=-24}. \]
4. \(M_{31}\) және \(A_{31}\)
\(M_{31}\) табу үшін 3-жолды және 1-бағанды алып тастаймыз:
\[ M_{31}= \begin{vmatrix} 1&-2&0\\ 6&-2&5\\ 3&5&1 \end{vmatrix}. \]
Есептейміз:
\[ \begin{aligned} M_{31} &=1\bigl((-2)\cdot1-5\cdot5\bigr) -(-2)\bigl(6\cdot1-5\cdot3\bigr)+0\\ &=1(-2-25)+2(6-15)\\ &=-27+2(-9)\\ &=-27-18\\ &=-45. \end{aligned} \]
Алгебралық толықтауыш:
\[ A_{31}=(-1)^{3+1}M_{31}. \]
\(3+1=4\), бұл жұп сан:
\[ A_{31}=(-1)^4\cdot(-45)=-45. \]
Демек,
\[ \boxed{M_{31}=-45,\qquad A_{31}=-45}. \]
5. Анықтауышты 4-жол бойынша жіктеу
Анықтауышты 4-жол бойынша есептеу үшін 4-жолдағы барлық элементтердің алгебралық толықтауыштарын табамыз:
\[ \Delta=a_{41}A_{41}+a_{42}A_{42}+a_{43}A_{43}+a_{44}A_{44}. \]
4-жол:
\[ a_{41}=2,\qquad a_{42}=3,\qquad a_{43}=5,\qquad a_{44}=1. \]
\(A_{41}\)
\[ M_{41}= \begin{vmatrix} 1&-2&0\\ 6&-2&5\\ 0&6&4 \end{vmatrix}. \]
\[ \begin{aligned} M_{41} &=1\bigl((-2)\cdot4-5\cdot6\bigr) -(-2)\bigl(6\cdot4-5\cdot0\bigr)\\ &=-38+48\\ &=10. \end{aligned} \]
\[ A_{41}=(-1)^{4+1}M_{41}=-10. \]
\(A_{42}\)
Бұрын таптық:
\[ A_{42}=-24. \]
\(A_{43}\)
\[ M_{43}= \begin{vmatrix} 1&1&0\\ 3&6&5\\ 1&0&4 \end{vmatrix}. \]
\[ \begin{aligned} M_{43} &=1(6\cdot4-5\cdot0) -1(3\cdot4-5\cdot1)+0\\ &=24-7\\ &=17. \end{aligned} \]
\(4+3=7\), тақ сан, сондықтан:
\[ A_{43}=(-1)^7\cdot17=-17. \]
\(A_{44}\)
\[ M_{44}= \begin{vmatrix} 1&1&-2\\ 3&6&-2\\ 1&0&6 \end{vmatrix}. \]
\[ \begin{aligned} M_{44} &=1\bigl(6\cdot6-(-2)\cdot0\bigr) -1\bigl(3\cdot6-(-2)\cdot1\bigr)\\ &\quad+(-2)(3\cdot0-6\cdot1)\\ &=36-20+12\\ &=28. \end{aligned} \]
\(4+4=8\), жұп сан:
\[ A_{44}=28. \]
Енді анықтауыш:
\[ \begin{aligned} \Delta &=2A_{41}+3A_{42}+5A_{43}+1A_{44}\\ &=2(-10)+3(-24)+5(-17)+1\cdot28\\ &=-20-72-85+28\\ &=-149. \end{aligned} \]
Сонымен,
\[ \boxed{\Delta=-149}. \]
6. Анықтауышты 1-баған бойынша тексеру
1-баған бойынша жіктесек:
\[ \Delta=a_{11}A_{11}+a_{21}A_{21}+a_{31}A_{31}+a_{41}A_{41}. \]
Қажетті толықтауыштар:
\[ A_{11}=-198,\qquad A_{21}=38,\qquad A_{31}=-45,\qquad A_{41}=-10. \]
Сонда:
\[ \begin{aligned} \Delta &=1(-198)+3(38)+1(-45)+2(-10)\\ &=-198+114-45-20\\ &=-149. \end{aligned} \]
Тағы да:
\[ \boxed{\Delta=-149}. \]
7. Нөлдер арқылы есептеу
4-жолда нөлдер жасау үшін бағандарға түрлендіру енгіземіз:
\[ C_1\to C_1-2C_4, \]
\[ C_2\to C_2-3C_4, \]
\[ C_3\to C_3-5C_4. \]
Бір бағанға басқа бағанның еселігін қосу немесе азайту анықтауышты өзгертпейді.
Нәтижесінде:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ -7&-9&-27&5\\ -7&-12&-14&4\\ 0&0&0&1 \end{vmatrix}. \]
Енді 4-жол бойынша жіктеу өте оңай, себебі тек бір ғана нөл емес элемент бар:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2\\ -7&-9&-27\\ -7&-12&-14 \end{vmatrix}. \]
Есептейміз:
\[ \begin{aligned} \Delta &=1\bigl((-9)(-14)-(-27)(-12)\bigr)\\ &\quad-1\bigl((-7)(-14)-(-27)(-7)\bigr)\\ &\quad+(-2)\bigl((-7)(-12)-(-9)(-7)\bigr)\\ &=(126-324)-(98-189)-2(84-63)\\ &=-198+91-42\\ &=-149. \end{aligned} \]
Барлық үш тәсіл бірдей нәтиже береді:
\[ \boxed{\Delta=-149}. \]
Қысқаша жауап:
\[ \boxed{a_{42}=3,\quad a_{31}=1} \]
\[ \boxed{M_{42}=-24,\quad A_{42}=-24} \]
\[ \boxed{M_{31}=-45,\quad A_{31}=-45} \]
\[ \boxed{\Delta=-149}. \]
Тагыда дурыстап
Жарайды, 1.1-ді қайтадан дұрыс әрі ретімен шығарайық.
Берілгені:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ 3&6&-2&5\\ 1&0&6&4\\ 2&3&5&1 \end{vmatrix}, \qquad i=4,\quad j=1. \]
1. Қажетті элементтер
\[ a_{i2}=a_{42}=3, \qquad a_{3j}=a_{31}=1. \]
2. \(M_{42}\) және \(A_{42}\)
4-жол мен 2-бағанды алып тастаймыз:
\[ M_{42}= \begin{vmatrix} 1&-2&0\\ 3&-2&5\\ 1&6&4 \end{vmatrix}. \]
Үшінші ретті анықтауыш формуласы бойынша:
\[ \begin{aligned} M_{42} &=1((-2)\cdot4-5\cdot6) -(-2)(3\cdot4-5\cdot1)\\ &=-38+14=-24. \end{aligned} \]
Алгебралық толықтауыш:
\[ A_{42}=(-1)^{4+2}M_{42}=(-1)^6(-24)=-24. \]
\[ \boxed{M_{42}=-24,\qquad A_{42}=-24} \]
3. \(M_{31}\) және \(A_{31}\)
3-жол мен 1-бағанды алып тастаймыз:
\[ M_{31}= \begin{vmatrix} 1&-2&0\\ 6&-2&5\\ 3&5&1 \end{vmatrix}. \]
\[ \begin{aligned} M_{31} &=1((-2)\cdot1-5\cdot5) -(-2)(6\cdot1-5\cdot3)\\ &=-27-18=-45. \end{aligned} \]
\[ A_{31}=(-1)^{3+1}M_{31}=(-1)^4(-45)=-45. \]
\[ \boxed{M_{31}=-45,\qquad A_{31}=-45} \]
4. Анықтауышты 4-жол бойынша есептеу
4-жолдың алгебралық толықтауыштары:
\[ A_{41}=-10,\qquad A_{42}=-24,\qquad A_{43}=-17,\qquad A_{44}=28. \]
Сондықтан:
\[ \begin{aligned} \Delta &=a_{41}A_{41}+a_{42}A_{42} +a_{43}A_{43}+a_{44}A_{44}\\ &=2(-10)+3(-24)+5(-17)+1\cdot28\\ &=-20-72-85+28\\ &=-149. \end{aligned} \]
5. 1-баған бойынша тексеру
1-бағанның толықтауыштары:
\[ A_{11}=-198,\qquad A_{21}=38,\qquad A_{31}=-45,\qquad A_{41}=-10. \]
\[ \begin{aligned} \Delta &=a_{11}A_{11}+a_{21}A_{21} +a_{31}A_{31}+a_{41}A_{41}\\ &=1(-198)+3(38)+1(-45)+2(-10)\\ &=-198+114-45-20\\ &=-149. \end{aligned} \]
6. Нөлдер арқылы есептеу
4-жолда нөлдер жасау үшін:
\[ C_1\to C_1-2C_4,\qquad C_2\to C_2-3C_4,\qquad C_3\to C_3-5C_4. \]
Анықтауыш өзгермейді:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ -7&-9&-27&5\\ -7&-12&-14&4\\ 0&0&0&1 \end{vmatrix}. \]
4-жол бойынша жіктейміз:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2\\ -7&-9&-27\\ -7&-12&-14 \end{vmatrix}. \]
\[ \begin{aligned} \Delta &=1(126-324)-(98-189)-2(84-63)\\ &=-198+91-42\\ &=-149. \end{aligned} \]
Соңғы жауап:
\[ \boxed{a_{42}=3,\qquad a_{31}=1} \]
\[ \boxed{M_{42}=-24,\quad A_{42}=-24} \]
\[ \boxed{M_{31}=-45,\quad A_{31}=-45} \]
\[ \boxed{\Delta=-149} \]
Нөлдер арқылы есептеуді түсіндіршіі
Әрине. «Нөлдер арқылы есептеу» дегеніміз — анықтауыштың бір жолында немесе бағанында нөлдер жасап, сол жол/баған бойынша жіктеу.
Берілген анықтауыш:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ 3&6&-2&5\\ 1&0&6&4\\ 2&3&5&1 \end{vmatrix}. \]
1-қадам. Нөлдер жасайтын жолды таңдау
4-жолға қараймыз:
\[ (2,\;3,\;5,\;1). \]
4-бағанның 4-жолдағы элементі \(1\)-ге тең. Сондықтан 4-жолдың алғашқы үш элементін нөлге айналдыру ыңғайлы.
Ол үшін бағандарға мынадай түрлендіру жасаймыз:
\[ C_1\to C_1-2C_4, \]
\[ C_2\to C_2-3C_4, \]
\[ C_3\to C_3-5C_4. \]
Мұндағы \(C_1,C_2,C_3,C_4\) — матрицаның бағандары.
Бір бағанға басқа бағанның еселігін қосу немесе азайту анықтауыштың мәнін өзгертпейді.
2-қадам. Неліктен нөлдер пайда болады?
4-жолдағы жаңа элементтерді есептейміз:
Бірінші бағанда:
\[ 2-2\cdot1=0. \]
Екінші бағанда:
\[ 3-3\cdot1=0. \]
Үшінші бағанда:
\[ 5-5\cdot1=0. \]
Ал төртінші баған өзгермейді, сондықтан соңғы элемент \(1\) болып қалады:
\[ (0,\;0,\;0,\;1). \]
Толық түрлендірілген матрица:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2&0\\ -7&-9&-27&5\\ -7&-12&-14&4\\ 0&0&0&1 \end{vmatrix}. \]
Мысалы, бірінші баған былай шықты:
\[ C_1= \begin{pmatrix} 1\\3\\1\\2 \end{pmatrix} - 2 \begin{pmatrix} 0\\5\\4\\1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1\\-7\\-7\\0 \end{pmatrix}. \]
3-қадам. Нөлдері бар 4-жол бойынша жіктеу
4-жолда үш нөл бар:
\[ (0,\;0,\;0,\;1). \]
Сондықтан тек соңғы элемент қана есепке алынады:
\[ \Delta= 1\cdot(-1)^{4+4} \begin{vmatrix} 1&1&-2\\ -7&-9&-27\\ -7&-12&-14 \end{vmatrix}. \]
\[ (-1)^{4+4}=(-1)^8=1. \]
Демек:
\[ \Delta= \begin{vmatrix} 1&1&-2\\ -7&-9&-27\\ -7&-12&-14 \end{vmatrix}. \]
Яғни 4-ретті анықтауыш 3-ретті анықтауышқа айналды.
4-қадам. 3-ретті анықтауышты есептеу
Формула:
\[ \begin{vmatrix} a&b&c\\ d&e&f\\ g&h&i \end{vmatrix} = a(ei-fh)-b(di-fg)+c(dh-eg). \]
Біздің жағдайда:
\[ \begin{aligned} \Delta &=1\bigl((-9)(-14)-(-27)(-12)\bigr)\\ &\quad-1\bigl((-7)(-14)-(-27)(-7)\bigr)\\ &\quad+(-2)\bigl((-7)(-12)-(-9)(-7)\bigr). \end{aligned} \]
Енді әр бөлігін есептейміз:
\[ (-9)(-14)-(-27)(-12)=126-324=-198, \]
\[ (-7)(-14)-(-27)(-7)=98-189=-91, \]
\[ (-7)(-12)-(-9)(-7)=84-63=21. \]
Сонда:
\[ \begin{aligned} \Delta &=-198-(-91)+(-2)\cdot21\\ &=-198+91-42\\ &=-149. \end{aligned} \]
Жауабы:
\[ \boxed{\Delta=-149} \]
Негізгі идея: 4-жолдың алғашқы үш элементін нөлге айналдырдық, содан кейін анықтауышты сол жол бойынша есептедік.
