ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH
Chương 1: Ma trận, Định thức và Hệ phương trình
tuyến tính
TS. Đặng Văn Vinh
Bộ môn Toán Ứng Dụng
Khoa Khoa học Ứng dụng
Đại học Bách Khoa Tp.HCM
Tài liệu: Đặng Văn Vinh. Đại số tuyến tính. NXB ĐHQG tp HCM, 2019
Ngày 6 tháng 3 năm 2020
TS. Đặng Văn Vinh ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH Ngày 6 tháng 3 năm 2020 1/15
Vấn đề 1. Các phép biến đổi cấp và vận dụng trong giải bài tập.
Vấn đề 2. Ứng dụng của chương 1: hình Markov hình Leslei.
TS. Đặng Văn Vinh ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH Ngày 6 tháng 3 năm 2020 2/15
Ví dụ
Giải hệ phương trình
xy+2z=1(1)
2x+3y3z=5(2)
3x+5y4z=9(3)
Hệ phương trình pt2pt2+2pt1,pt3pt3+3pt1
xy+2z=1
y+z=3
2y+2z=6
Phương trình (3) trừ 2 lần phương trình (2):
pt3pt32pt2
xy+2z=1
y+z=3
0y+0z=0
Phương trình (2) hai ẩn. Đặt z=α, ta y=3α.
T phương trình (1) x=1y+2z=2+3α.
Hệ vô số nghiệm phụ thuộc vào α. Nghiệm của hệ:
(2+3α;3α;α).
TS. Đặng Văn Vinh ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH Ngày 6 tháng 3 năm 2020 3/15
Sử dụng ma trận:
xy+2z=1(1)
2x+3y3z=5(2)
3x+5y4z=9(3)
11 2
2 3 3
3 5 4
x
y
z
=
1
5
9
AX =b.
Xét ma trận mở rộng (A|b)=
11 2
2 3 3
3 5 4
1
5
9
.
(A|b)h2h2+2h1,h3h3+3h1
11 2
0 1 1
0 2 2
1
3
6
h3h32h2
11 2
0 1 1
0 0 0
1
3
0
ma trận dạng bậc thang.
Ta giải ngược từ dưới lên: từ hàng 2 ta được: y+z=3.
Đặt z=α. Suy ra y=3α.
T hàng 1 của bậc thang: x+y2z=1, suy ra x=3α2.
Hệ vô số nghiệm phụ thuộc vào αR:X=
3α2
α+3
α
TS. Đặng Văn Vinh ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH Ngày 6 tháng 3 năm 2020 4/15
Các phép biến đổi cấp
Định nghĩa
Ba phép biến đổi cấp đối với hàng của ma trận là:
Biến đổi loại 1: Nhân một hàng tùy ý với một số khác 0: hiαhi, α ,0;
Biến đổi loại 2: Cộng vào hàng i một hàng j khác đã được nhân với một số
tùy ý hihi+βhj,i,j;
Biến đổi loại 3: Đổi chỗ hai hàng tùy ý hihj,i,j.
Hoàn toàn tương tự, ta ba phép biến đổi cấp đối với cột của ma trận.
Lưu ý: Các phép biến đổi cấp đối với cột không tương ứng với các
phép biến đổi tương đương của hệ nên ta không thể dùng các phép
biến đổi cấp đối với cột để giải hệ.
TS. Đặng Văn Vinh ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH Ngày 6 tháng 3 năm 2020 5/15