x

2

3

y

7

z

1

9

y

2

z

3

CHƯƠNG 2

4

y

5

z

0

   x 3    x 

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



 Ví dụ: Cho hệ phương trình

3

5

2

x 3

x 4

2

3

4

0

x 2 x 2

x 3

x 4

8

5

3

  2

x 2

4

2

7

9

x 2

x 3 x 3

x 4 x 4

 x 2  1   x  1   3 x  1  

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



 Ví dụ: Cho hệ phương trình

2

3

5

2

x 4

2

3

4

0

2  1

 3  2

5 3

 1 4

x 1   x 1

x 2 x 2

x 3 x 3

x 4

  A

3

8

5

3

  2

x 1

x 2

3 0

8  4

 5 2

3  7

4

2

7

9

x 2

x 3 x 3

x 4 x 4

     

     

      

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



 Ví dụ: Cho hệ phương trình

2

3

5

2

2

2

3

0

x 1   x 1

x 2 x 2

x 3 x 3

x 4 x 4 4

  B

8

5

3

  2

0  2

x 1

x 2

9

4

2

7

9

x 2

x 3 x 3

x 4 x 4

     

     

    3   

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



3

5

2

0

3

x 4 x 4 4

x 2 x 2

x 3 x 3

8

5

3

  2

x 2

9

7

2

4

x 4 x 4

x 3 x 3

x 2

 Ví dụ: Cho hệ phương trình   2 x 2  1   x  1  3  x  1  

bs   A

2  1 3

 3  2 8

5 3  5

 1 2 0 4  2 3

0

 4

2

7 9

     

     

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ phương trình tuyến tính



 Ví dụ:

2

7

1

3

1 4

5

9

2

    

x       y       z   

9     0     5  

7 y

  z  4 z

9 0

9

y

x

2

z

5

y x 2      3 x   5 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame

  Ví dụ: Giải hệ phương trình tuyến tính sau:

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ Grame

1

2

  Bài tập: Giải hệ phương trình sau:  1 

2

1

x 3

= -19

5

1

 3

D 1

2

3

5

2

1

1 2

 2 1 1 1

x 1 x 1 x 1

x 2 x 2 x 2

x 3 x 3

    3 

2 5

 3

D  2

= -29

1

1

2

3 1

1

D

 3

2

1

= -8

3

 2

1

1 2

 1 1 1 5

D 3

3

= -9 Gi¶ng viªn: Phan §øc 2 1 TuÊn

§5: Hệ Grame



D 1

19

x 1

D

 8

D 2

29

x 2

D

 8

D 3

 9

x 3

D

 8

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



0

0

 Các phép biến đổi tương đương hệ phương trình Nhân một số ( ) vào 2 vế của 1 PT của hệ. Đổi chỗ hai PT của hệ. Nhân một số ( ) vào một PT rồi cộng vào PT khác của hệ.

  y   y

z z 3

 

1 2

  z 1 y  z   3 y z 2 2 4

 z

1 

10

2

y

  z

5

2

x

2

x   x 2    x 

  x y x       2 x y 2    x        y y 2 x 4 2  z  

 10 z 3  Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



 Như vậy các phép biến đổi tương đương hệ PT chính là các phép BĐSC trên dòng của ma trận bổ sung tương ứng.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Xét hệ phương trình tổng quát sau:

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Ta có ma trận bổ sung tương ứng

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

 Bằng các phép B ĐSC chuyển ma trận bổ sung về dạng:

a

a

...

a

...

a

b

' 1

r

' 1

n

' 11 0

a

' 12 '

...

a

'

...

a

'

b

' 1 '

r

n

...

22 ...

...

2 ...

...

2 ...

2 ...

A

'

0

0

...

a

'

...

a

'

b

'

r

0 .. 0

0 .. 0

... .. ...

r r 0 .. 0

... .. ...

           

          

r n k 0 .. .. 0 0 Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

 Ma trận A’ tương ứng cho ta hệ PTTT

  ...

  ...

' 11 1

  ...

  ...

a x b ' ' n n 1 1 b a x ' ' n n 2 2

...

...   ...

... 

b ' r

0

  ...

k

x 2

x 1

a x ' 1 r r a x ' r 2 r ... a x ' r rr   ... x 0 r

a x ' rn n  x 0 n

  a x a x ' 12 2  a x '  22 2  ...     0 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

 Khi đó ta có:  1. Nếu thì PT thứ (r +1) vô nghiệm suy

0

k  ra hệ PT vô nghiệm.

 2. Nếu thì hệ có nghiệm:

k 

0

 a. Nếu r = n (số ẩn) thì hệ PT có nghiện duy nhất.  b. Nếu r < n (số ẩn) thì hệ PT có vô số nghiệm, phụ thuộc vào (n – r) tham số.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

 a. Khi r = n (số ẩn) thì hệ PT (II) viết dưới dạng:

a

a

  ...

a

  ...

a

b

' 11

x 1

a

  ...

a

  ...

a

x 2 x 2

' r 1 ' 2

x r x r

' n 1 ' 2

n

x n x n

' 1 b ' 2

' 12 ' 22 ...

...

a

...   ...

...  b

a

r ... x r

' r

' rn

x n

' rr ...

...

...  b

'

a

'

n

nn

x n

        

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

  ...

  ...



  ...

  ...



x  1 r x r

 1

 a x b ' ' n n 1 1  a x b ' ' n n 2 2

a '  1( 1) r a '  2( 1) r ...

...

...

...

  ...

 

a '  ( 1) r r

a x ' rr r

x  1 r

a x ' rn n

b ' r

 b. Khi r < n ta chuyển (n – r) ẩn sang vế phải của hệ PT ta được hệ PT sau:  a x a x a x ' ' '  1 r 11 1 12 2 r  a x a x ' '  2 r 22 2 r  ...   

Ta xem các ẩn ở vế phải là các tham số, sau đó giải các ẩn còn lại theo các tham số đó.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



x  2 y  3 z  5 x  2 y   5 3 z

  y 5 z  3    3 5 y z   

x   5 3 z  2(5  3) x  7 z  1    z

 

y  5 z  3 y  5 z  3

   6 x      x 7 m  1

y  m 5  3, m    1 y 2

z  1  z m          

m 2 13 7

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

2  x     y   z

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



x

2

y

3

z

  t

5

x

2

y

 

5 3

z

t

  y

5

z

t 4

3

  

3 5

y

z

t 4

  

  

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss





 h h 2 1 2  h h 4 1 4 h h 5 1

…. 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Vậy hệ phương trình

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



sử dụng các phép biến đổi sơ cấp đưa ma trận bổ sung về dạng ma trận hình thang:

bsA  

...

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

  Bài Tập: Giải hệ phương trình:

2

2

x 2

x 3

1

2

3

2

2

2 

x 1 x 1

x 2

x 4 x 4

4

5

  1

0

1 

2

3

0

x 1 x 2 x 3 x 4

x 2 x 2

x 3 x 3 x 3

x 4 x 4

      

    3    x  1

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



1

 1

2

1

2

0

3

7

 4

2

1 2

 1 1

2  3

1  2

2 2

h 2 h 4

2 h  1 h   1

0

3

4

 5

0

0

4

 2

2

     

    1  

0  1

3 1

4 2

 5  3

     

     1  0 

1 0

 1 3

2  7

1  4

2  2

1 0

 1 3

2  7

1  4

2  2

4 h h 11  3 4

h h  3 2

0

0

11

 1

1

0

0

0

18 18

     

     

0 0

0 0

11 4

 1  2

1 2

     

     

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

  Bài Tập: Giải hệ phương trình:

2

5

1

x 2

x 4

3

4

3

  1

x 4

4

7

  1

x 2 x 2

x 3 x 3 x 3

2

5

8

2

5

2

x 3 5

x 4 x 4 1

x 2 

x 2

3

2

0

x 3 x 3

x 4 x 4

x 2

 x  1   x  1    x  1  x  1  x  1   

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

 Bằng các phép B ĐSC chuyển ma trận bổ sung về dạng:

a

a

...

a

...

a

b

' 11 0

a

' 12 '

...

a

' r 1 '

...

a

' n 1 '

b

' 1 '

r

n

...

22 ...

...

2 ...

...

2 ...

2 ...

bs A

a

a

r

0 0

0 0

... ...

' r r 0

... ...

' r n 0

b ' k

..

..

..

..

..

..

..

0

0

...

0

...

0

           

          

0 Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

 Khi đó ta có:  1. Nếu thì PT thứ (r +1) vô nghiệm suy

0

k  ra hệ PT vô nghiệm.

 2. Nếu thì hệ có nghiệm:

k 

0

 a. Nếu r = n (số ẩn) thì hệ PT có nghiện duy nhất.  b. Nếu r < n (số ẩn) thì hệ PT có vô số nghiệm, phụ thuộc vào (n – r) tham số.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss

x

1 2

1

1

0 1

3

2

2

bsA

0 0

 1

3

  z y 2 t   3 z y 2 t   2 z t

 2 2

2

0 0

m

0

1

m

 t m

1)

m

1

(

     

     1 

 Biện luận theo m số nghiệm của hệ:  1   1   2    3   

bs

Hệ vô nghiệm

m

   1

r A (

) 3

 

r A (

)

  4

m

  1

r A ( )

bs r A (

) 3

   n

Hệ có VSN

m

   1

r A ( )

r A (

)bs

  n

Hệ có Ng duy nhất

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Bài tập: Biện luận theo m số nghiệm của hệ phương trình

 1 t 2   t 0

x 2

 x

y 2  5

  z  y z 3

x

 

3 1

     t z 3 2 y      z m t y 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Ma trận bổ sung sau khi biến đổi sơ cấp

1 2

 1

2

1

bsA

0 1 0 0

5  7

 3 0

 2 5

0 0

0

7

m

77 43

     

     

m

  11

r A (

) 3

 

bs r A (

)

  4

hệ vô nghiệm

bs

m

  11

r A ( )

r A (

)

  4

hệ có nghiệm duy nhất

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Bài tập: Biện luận theo a, b số nghiệm của hệ phương trình

x 2

 x

   y 2 z t 3     y t z 5 2    at z y

0 1 b

x

2

z

3

t

1

      

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Ma trận bổ sung sau khi biến đổi sơ cấp

0 1

 3 7

1 2 1 0 1 0

bsA

2

a

3 

20 

13

b

     

a

  ) 3 4 )     b

hệ có vô số nghiệm hệ vô nghiệm bs r A ( 4

)

4,

a

    0 0 1  0 0 0   ) 3    r A ( 13 bs     r A b ( 2 bs     ( b 2 r A r A    ) 13  ( hệ có nghiệm duy nhất

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Giải hệ PT bằng PP Gauss



Bài tập: Biện luận theo m số nghiệm của hệ phương trình

x

3

y

2

z

1

2

x

3

 y mz

2

3

x

4

y

2

z

1

    

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất

 Nhận xét: Trong hệ thuần nhất hạng của ma

trận hệ số luôn bằng hạng của ma trận bổ sung ..

0

a 11 a

a 12 a

..

0

bs A

21 ..

22 ..

a 1 n a 2 n ..

..

..

a

a

..

0

a m 1

m

2

m n

      

      

Khi biện luận cho hệ thuần nhất ta chỉ quan tâm hạng của ma trận hệ số

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất

  Hệ thuần nhất chỉ có 2 trường hợp:

 Hệ có nghiệm duy nhất

Hạng ma trận hệ số bằng số ẩn của hệ phương

trình

 Hệ có vô số nghiệm

Hạng ma trận hệ số nhỏ hơn số ẩn của hệ

phương trình

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất

  Nếu hệ có nghiệm duy nhất thì nghiệm duy nhất đó là nghiệm tầm thường: (0,0,…,0).  Ta gọi hệ thuần nhất chỉ có nghiệm tầm

thường.

 Nếu hệ có vô số nghiệm thì lúc đó ngoài

nghiệm tầm thường hệ còn có nghiệm khác nữa.  Ta gọi hệ thuần nhất có nghiệm không

tầm thường.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



 Ví dụ: Tìm m để hệ phương trình sau

có nghiệm không tầm thường.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Ta có:

1

 2

1

A

0 0

3 0

m

 Biến đổi    sơ cấp  

  1   2 

m

   2

r A (

 ) 3

Do đó với

m  

2

Vậy với thì hệ có nghiệm không tầm thường

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



 Ví dụ: Tìm m để hệ phương trình sau

có nghiệm không tầm thường.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§5: Hệ PTTT thuần nhất



 Ta có

det(

A )

1 2

 2  1

1 3

 1

 1

m

m (3

 6) 0

m   2

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn