Tải bản đầy đủ (.pdf) (83 trang)

Tài liệu Ma trận - Định thức - Hệ phương trình pdf

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (367.34 KB, 83 trang )

Chu.o.ng I
. .
`
´.
ˆ
ˆ
- .
MA TRA N - DINH THU C - HE PHU O NG TRI NH
.
.
ˆ
§1. MA TRA N
.
-.
˜
1.1. Dinh ngh a

ã Ma tr n c p m ì n (d ˆi khi con goi la co. m × n) la mˆt bang hı
a a
¯o
`
` o ’
`nh
.
. ` ˜
.

˜ a `
˜
`
`


o ` ´
a ’ ’
a ¯ .
e
e
chu. nhˆ t gˆm m−hang, n−cˆt va ca c phˆn tu. cua ma trˆ n d u.o.c biˆ u diˆ n
. o
.
.
´i .
du.o. da ng sau:


a11 a12 a13 . . . a1n
a

 21 a22 a23 . . . a2n 


 a31 a32 a33 . . . a3n 


.
.
. 
 .
.
.
.
. 

 .
.
.
...
.
am2

am1

am3

...

amn

-e ¯

´

Dˆ d o.n gian ta kı hiˆ u ma trˆ n A cˆ p m × n nhu. sau: A = (aij )m×n ,
´ e
a
a
.
.

´
` o
´
a

` `
a ’ ’ `
trong d´ aij la phˆn tu. o. hang thu. i va cˆt thu. j cua ma trˆ n A.
¯o
.
.
˜ `
´
`
’ ’
• Nˆ u ca c phˆn tu. cua ma trˆ n A d` u nhˆ n gia tri thu.c, co nghı a la
e ´
a
´
a
¯ˆ
e
a
´ .
.
.
.
aij ∈ R, thı ma trˆ n A d u.o.c goi la ma trˆ n thu.c.
`
a
¯ . . `
a
.
.
.

*. Vı du :
´ .
´
A = ( 15 ) la ma trˆ n cˆ p 1 × 1.
`
a a
.


1 4


´
B =  2 7  la ma trˆ n cˆ p 3 × 2.
`
a a
.
5

A=

−3
cos x

sin x + cos x

ln x sin x
2

−3


´
la ma trˆ n cˆ p 2 × 3.
`
a a
.

’ ´
`
a `
• Ma trˆ n hang: Ma trˆ n co. 1 × n (chı co 1 hang) goi la ma trˆ n hang.
a
`
a ˜
. `
.
.
.
˜
*. Vı du : Ma trˆ n ( 1 2 3 4 ) la ma trˆ n hang (co. 1 × 4).
´ .
a
`
a `
.
.
’ ´
o
a o
• Ma trˆ n cˆt: Ma a n co. m × 1 (chı co 1 cˆt) goi la ma trˆ n cˆt.

a
o
trˆ  ˜
.
. `
.
.
.
.
.
2
 
˜
*. Vı du : Ma trˆ n  3  la ma trˆ n cˆt (co. 3 × 1).
´ .
a
`
a o
.
.
.
4
1


´
`
`
’ a
o

a ’ ´
a
• Ma trˆ n thu.c gˆm tˆ t ca ca c phˆn tu. b˘ ng 0 d u.o.c goi la ma trˆ n
a
a
¯ .
. `
. `
.
.
khˆng.
o
´
´
a
o
a
• Ma trˆ n cˆ p n × n d u.o.c goi la ma trˆ n vuˆng cˆ p n.
a a
¯ . . `
.
.
`
´
`
• Ma trˆ n d .n vi: La ma trˆ n vuˆng cˆ p n co ca c phˆn tu. n˘ m trˆn
a ¯o
e
a
o

a
´ ´
a ’ a
.
. `
.
`
`
`
´nh a
` ´
a ’ a
´nh ¯ˆ
e
` ¯ `ng ´
d u.o. che o chı b˘ ng 1 va ca c phˆn tu. n˘ m ngoai d u.o. che o chı d` u
¯ `ng ´


1 0 ... 0


. la co da ng: I =  0 1 . . . 0 . Ky hiˆ u la: I (d ˆi khi ta
`
b˘ ng 0, tu ` ´ .
a
´c
.
´ e ` n ¯o
. .

.
 . . ... . 
. .
.
0 0 ...

1

con ky hiˆ u: I).
` ´ e
.
´
• Ma trˆ n con: Cho A la ma trˆ n cˆ p m × n, ta goi Mij la ma trˆ n
a
`
a a
`
a
.
.
.
.
.o.c tu. ma trˆ n A b˘ ng ca ch bo d i hang i va cˆt j, khi d´ M goi la
`
’ ¯ `
a
lˆ p d u . `
a ¯
a
´

` o
¯o ij . `
.
.
.

´ng 
´i `
a ’ 
ma trˆ n con cua ma trˆ n A u. vo. phˆn tu. aij .
a
a
.
.
1 2 3


*. Vı du : Cho ma trˆ n A =  0 −1 4 
´ .
a
.
3

−2 8
0 4
;
M12 =
Ta co : M11 =
´
−2 8

3 8
2 3
1 3
M21 =
;
M22 =
−2 8
3 8
2 3
1 3
;
M32 =
M31 =
−1 4
0 4

´
´
1.2. Ca c phe p biˆ n d o i so. cˆ p trˆn hang
´
´
e ¯ˆ
a
e
`
−1 4

;

M13 =


;

M23 =

;

M33 =

0 −1
3 −2
1 2
3
1

−2
2

0 −1

(cˆt) cua ma trˆ n
o
a
.
.


´
´


o
a ¯ .
• Ca c phe p biˆ n d ˆ i sau d ˆy d ˆ i vo. hang (cˆt) cua ma trˆ n d u.o.c goi
´
´
e ¯o
¯a ¯o ´i `
.
.
.
. cˆ p theo hang (cˆt) cua ma trˆ n:

´
´

la ca c phe p biˆ n d o i so a
` ´
´
e ¯ˆ
`
o
a
.
.
-o



(1). Dˆ i chˆ hai hang (cˆt) cua ma trˆ n cho nhau.
o

`
o
a
.
.
. cua mˆt hang (cˆt) cua ma trˆ n vo. mˆt
´
`

o `
o
a ´i o
(2). Nhˆn tˆ t ca ca c phˆn tu ’
a a ’ ´
a ’
.
.
.
.
´
sˆ λ = 0.
o
(3). Cˆng vao mˆt hang (cˆt) nao d´ cua ma trˆ n mˆt hang (cˆt) kha c
o
`
o `
o
` ¯o ’
a
o `

o
´
.
.
.
.
.
.
sau khi d˜ nhˆn vo. mˆt sˆ λ = 0.
¯a
a ´i o o
. ´

2




1

3

4 −2





*. Vı du : Cho ma trˆ n A =  −1 2 0 1 
´ .

a
.
2 −2 0 6
Khi d´ :
¯o
-o

˜
(1) Dˆ i chˆ hang 1 cho hang 2 (cˆt 1 cho cˆt 2)ta d u.o.c:
o `
`
o
o
¯
.
.




−1 2 0 1
3
1 4 2




B= 1
3 4 −2  ; B =  2 −1 0 1 


2 −2 0 6
−2 2 0 6
´
`

¯ .
(2) Nhˆn tˆ t ca ca c phˆn tu. cua hang 2 cua A cho λ = 2 ta d u.o.c:
a a ’ ´
a ’ ’ `

 

1
3 4 −2
1
3 4 −2

 

C = 2.  −1 2 0 1  =  −2 4 0 2 
2

−2 0

6

2

−2 0 6


¯ .
(3) Cˆng hang 1 vao hang 2 sau khi d˜ nhˆn vo. λ = 2 cua A ta d u.o.c:
o
`
` `
¯a a ´i
.


1
3 4 −2


D =  −1 7 4 0 
2

−2 0

6

-.
˜
`



´
¯ˆ
a
e

o `
a
• Dinh nghı a: Phˆn tu. kha c 0 d` u tiˆn cua mˆt hang cua ma trˆ n
a
.
.
.o.c tı
. tra i sang phai) d u.o.c goi la phˆn tu. co. so. cua hang d´ .
’ ¯ . . ` `

’ ’ ` ¯o
`
a
(d u . ´nh tu ´
¯
-.
˜
a
a
e
• Dinh nghı a: Mˆt ma trˆ n d u.o.c goi la ma trˆ n bˆ c thang trˆn
o
a ¯ .
. `
.
.
.
.
´
’ ˜ ´ ¯`

nˆ u no thoa ma n ca c d iˆu kiˆ n sau:
e ´
e
e
.
`

´i ´ `
´
o
(1). Ca c hang b˘ ng khˆng o. du.o. ca c hang kha c khˆng.
´ `
a
o
`
`


’ ’ `
´i a
e
´i `
a ’
(2). Phˆn tu. co. so. cua hang phı du.o. n˘ m bˆn phai so vo. phˆn tu.
a
´a
’ ’ `
´a e
co. so. cua hang phı trˆn.
*. Vı du :

´ .


1 4

0 2

A=
0 0
0 0

8

1



7 −3 


4 5 
0



1 4 0

0 2 0

B=

0 0 4

;

0

0 0 0

1

5



−3 3 


5 1
2

1

-.

` .
• Dinh ly : Moi ma trˆ n d` u co thˆ d u.a vˆ da ng ma trˆ n bˆ c thang
´
a ¯ˆ ´ e ¯
e
e

a
a
.
.
.
.

´
´

trˆn nho. ca c phe p biˆ n d ˆ i so. cˆ p theo hang cua ma trˆ n.
e
` ´
´
e ¯o
a
`
a
.
3




1



*. Vı du 1: Tı ma trˆ n bˆ c thang cua ma trˆ n A =  1
´ .

`m
a a
a
.
.
.
2

´n d ˆ i so. cˆ p ta co
´
Dung ca c phe p biˆ ¯o
`
´
´
e
a
´




1 2 1 7
1 2 1 7




A −→  0 3 0 3  −→  0 3 0 3 
0 5 1


3

0 0

2 1

2

1

4

A=
4

3

6



2

1

2

 0 1 −5

A −→ 

 0 −1 −2

4

1
−2


2

4

9 3 17

1 −2

2



2

1

2

0
8 



 −→ 
0
−3 

1

−5

0

−7

0 −5 −6 −10
0



2 1
2
4
2
 0 1 −5 8 
0



−→ 
 −→ 
 0 0 −7 5 
0

0 0



−1 0 


2 1
0

−31 30

4

0 0

0

55
7

1.3. Ca c phe p toa n ma trˆ n
´
´
´
a
.
`
• Hai ma trˆ n b˘ ng nhau:
a

a
.
´
a
Cho hai ma trˆ n A = (aij )m×n , B = (bij )p×q . Khi ˆ y:
a
.

´
o `
 m = p (sˆ hang)


´ .
A = B ⇐⇒ n = q (sˆ cˆt)
o o



aij = bij
´
`
´c ` ´ `
a ` `ng `
a ’
´ng a
(Tu. la no cung cˆ p va tu. phˆn tu. tu.o.ng u. b˘ ng nhau.)
*. Vı du :
´ .
4




8 


5 

−5 −6 −10

1 2
4
1 −5 8 


0 −7 5 




5 1 10 

` .
a
e
a a
*. Vı du 2: Du.a ma trˆ n sau vˆ da ng ma trˆ n bˆ c thang
´ .
.
.

.


7




1


A = 0

0

4 0

1






2 7 −5 
1 4

1 4 0

1



B = 0 2 7

;

5




−5 

0 1 4

5

• Phe p cˆng ma trˆ n:
´
o
a
.
.

˜
´

`
Tˆ ng cua hai ma trˆ n cung cˆ p A = (aij )m×n , B = (bij )m×n cu ng la
o

a `
a
.
´

ma trˆ n cˆ p m × n, ky hiˆ u la: A + B, d u.o.c xa c d inh bo.i:
a a
´ e `
¯ . ´ ¯.
.
.
A + B = (aij + bij )m×n
*. Vı du :
´ .


1 4


A = 0 2
0 1

0

1







7 −5 
4

3 7 6

9


B = 0 8 7

;

5




2

1 0 2

4

´
Khi ˆ y
a


1+3


4+7 0+6


A + B = 0 +0

2+8 7+7

0+1

1+9





4

 
−5 + 2  =  0

1+0 4+2

5+4

1

11

6


10




10 14 −3 
1

6

9

´
o
a
• Phe p nhˆn mˆt sˆ vo.i mˆt ma trˆ n:
´
a
o o ´
.
.
.
´
´
´
´i
Cho ma trˆ n A = (aij )m×n va sˆ λ = 0. Khi ˆ y tı cua sˆ λ vo. ma
a
` o

a ´ch ’ o
.
.o.c xa c d inh bo.i:
˜
´

trˆ n A cu ng la ma trˆ n cˆ p m × n, ky hiˆ u la: λ.A, d u . ´ ¯.
a
`
a a
´ e `
¯
.
.
.
λ.A = (λ.aij )m×n
*. Vı du :
´ .
´
Cho sˆ λ = 5 va ma trˆ n A =
o
`
a
.
λ.A =

5.1 5.4 5.0

1


4 0

0

2 7 −5

5.1

5.0 5.2 5.7 5.(−5)

=

1

´
. Khi ˆ y ta co :
a
´

5 20

0

5

0 10 35 −25

• Phe p nhˆn ma trˆ n:
´
a

a
.
Tı cua ma trˆ n A = (aij )m×n vo. ma trˆ n B = (bij )n×p la mˆt ma
´ch ’
a
´i
a
` o
.
.
.

5


´

trˆ n cˆ p m × p, ky hiˆ u la: A.B, d u.o.c xa c d inh bo.i:
a a
´ e `
¯ . ´ ¯.
.
.
n

A.B = cij =

aik .bkj

m×p


k=1

*. Vı du :
´ .



Cho hai ma trˆ n A =
a
.

1 2
5 6

9

13



 10 14 


´
va B = 
`
a
´
. Khi ˆ y ta co :

 11 15 
7 8
3 4

12 16

A.B =

1.9 + 2.10 + 3.11 + 4.12 1.13 + 2.14 + 3.15 + 4.16
5.9 + 6.10 + 7.11 + 8.12 5.13 + 6.14 + 7.15 + 8.16

110 136

=

278 339


´ .
` o o ’
a
*.Chu ´ : Dˆ hai ma trˆ n nhˆn d u.o.c vo. nhau thı sˆ cˆt cua ma trˆ n
´ y -e
a
a ¯ . ´i
.
.
.o. phai b˘ ng sˆ hang cua ma trˆ n sau.
`
´

’ a

o `
a
tru ´c
.

• Phe p chuyˆ n vi ma trˆ n:
´
e
a
.
.

´
Cho ma trˆ n A = (aij )m×n . Khi ˆ y ma trˆ n chuyˆ n vi cua ma trˆ n A la
a
a
a
e . ’
a
`
.
.
.
’ `
’ .
`
a
´

e
`
o
e o
mˆt ma trˆ n co d u.o.c tu. A b˘ ng ca ch chuyˆ n hang thanh cˆt, chuyˆ n cˆt
o
a ´ ¯ . `
.
.
.
´ .
thanh hang theo d´ ng thu. tu..
`
`
¯u
Ky hiˆ u la: AT . Nhu. vˆ y ta co :
´ e `
a
´
.
.




a11 a21 . . . am1
a11 a12 . . . a1n





 a12 a22 . . . am2 
 a21 a22 . . . a2n 
T
; A = .
A= .
.
. 
.
. 
 .
 .
.
. 
.
. 
.
...
. 
.
...
. 
 .
 .
am1 am2 . . . amn m×n
a1n a2n . . . amn n×m
*. Vı du :
´ .




1

2

3


Cho ma trˆ n A =  5
a
.

6

4

7





1

2


´
8 . Khi ˆ y ta co : AT = 
a

´
3
9 10 11 12
4
´ tı
´t cua phe p toa n ma trˆ n

1.4. Mˆt sˆ ´nh chˆ
o o
a
´
´
a
.
.

5

9



6 10 


7 11 
8 12

-.
´

• Dinh ly 1: Cho ca c ma trˆ n A, B, C va ca c sˆ α, β sao cho ca c phe p
´
´
a
` ´ o
´
´
.
˜ ´
´
`
a
toa n sau d ˆy d u.o.c ta o thanh. Khi ˆ y ta se co :
´
¯a ¯ . .
6


1. A + B = B + A

6. (α.β).A = α.(β.A)

2. (A + B) + C = A + (B + C)

7. α.(A.B) = (α.A).B = A.(α.B)

3. A.(B.C) = (A.B).C

8. α.(A + B) = α.A + α.B


4. (A + B).C = A.C + B.C

9. (α + β).A = α.A + β.A

5. A.(B + C) = A.B + A.C

10. No i chung, A.B = B.A
´

-.
´
• Dinh ly 2: Cho ca c ma trˆ n A, B. Khi ˆ y ta co :
´
´
a
a
´
.
1. (AT )T = A
2. (A + B)T = AT + B T
3. (A.B)T = B T .AT
4. (λ.A)T = λ.AT

7


´.
- .
§2. DINH THU C



a11

a12

...

a1n





 a21 a22 . . . a2n 
´
• Cho ma trˆ n vuˆng cˆ p n co da ng: A =  .
a
o
a
´ .
.
.  . Ta
.
 .
.
. 
.
...
. 
.


an1 an2 . . . ann
a
¯a ’ ¯ `
´
`
a
o
a `
ky hiˆ u Mij la ma trˆ n vuˆng lˆ p tu. ma trˆ n A sau khi d˜ bo d i hang thu.
´ e
.
.
.
.


´
a
`
¯ .
i va cˆt thu. j cua ma trˆ n A va Mij d u.o.c goi la ma trˆ n con cua ma trˆ n
` o
a
a
.
.
. `
.
.

´ng ´i `
a ’
A u. vo. phˆn tu. aij .


1 −2 3


*. Vı du : Cho ma trˆ n A =  −5 2
´ .
a
7 . Khi d´ ta co :
¯o
´
.
M11 =

2
−2

2

7

1

−3

, M21 =


1
3

1

−3

−3

, M32 =

1

3

−5 7

...

-.
˜
2.1. Dinh nghı a
-.
´c ’
a
` o o ´ e `
• Dinh thu. cua ma trˆ n A = (aij )n×n la mˆt sˆ , ky hiˆ u la
.
. ´
.

a11

a12

a13 . . .

a1n

a21

a22

a23 . . .

a2n

det(A) = a31
.
.
.

a32
.
.
.

a33 . . .
...

a3n

.
.
.

an1

an2

...

ann

va d u.o.c xa c d inh nhu. sau:
` ¯ . ´ ¯.
´
(1). A la ma trˆ n cˆ p 1(n = 1):
`
a a
.
`
A = ( a11 ) thı

det(A) = a11

´
(2). A la ma trˆ n cˆ p 2 (n = 2):
`
a a
.
a11 a12

= a11 .a22 − a12 .a21
det(A) =
a21 a22
= a11 . det(M11 ) − a21 . det(M21 )
`
`
`
’ a
’ `

`
` ´
a
(Chu ´ r˘ ng a11 va a12 la ca c phˆn tu. n˘ m cung o. hang 1 cua ma trˆ n
´ y a
`
a
.

A), vˆn vˆn, va mˆt ca ch tˆ ng qua t,
a a
` o ´
o
´
.
´
(3). A la ma trˆ n cˆ p n (n ≥ 3) thı
`
a a
`:

.
8


det(A) = a11 . det(M11 ) − a21 . det(M21 ) + a31 . det(M31 ) − . . . +
+ (−1)i+j .aij . det(Mij ) + . . . + (−1)n+1 .an1 . det(Mn1 )

`i
e
`
(Ngu.o. ta goi la phe p khai triˆ n theo hang 1).
. ` ´
*. Vı du :
´ .
1 2 3
4 5 6 = 1.
7 8 9

5 6

− 4.

8 9

2

3

8


9

+ 7.

2 3
5 6

= 1.(45 − 48) − 4.(18 − 24) + 7.(12 − 15) = 0.

’ ¯.
´ o
´c
e
´c
`
`
• Tu.o.ng tu. ta co cˆng thu. khai triˆ n cua d inh thu. theo hang k nao
.
d´ :
¯o
det(A) = (−1)k+1 [ak1 det(Mk1 )−ak2 det(Mk2 )+. . .+(−1)n+1 akn det(Mkn )]

`
´c
a
´
e
`
*. Vı du 1: Tı
´ .

´nh d inh thu. sau b˘ ng ca ch khai triˆ n theo hang 3.
¯.
1 −2

0

2

4

−1 = (−1)3+1 2

2

3

−2

−5

4

0
−1

−3

1

0


2 −1

+ (−5)

1 −2
2

4

= 2.(2 − 0) − 3.(−1 − 0) + 7.(4 − 4) = −1.

`
´c
a
´
e
`
*. Vı du 2: Tı
´ .
´nh d inh thu. sau b˘ ng ca ch khai triˆ n theo hang 4
¯.
2

1 1

1

1


2 1

1

1

1 2

1

a

b

d

c



1


= (−1)4+1 a. 2
1

2 1 1

1 1


2 1

1 1 − b. 1 1 1 + c. 1 2
1 2 1

2 1

1 1

1

1 − d. 1 2
1

= −a − b − c + 4d

´
• Chu ´ : Trong tru.o. ho.p n = 3 ta co thˆ dung quy t˘c Sarrus sau
´ y
`ng .
´ e `
a
d ˆy:
¯a
a11 a12 a13 a11 a12
a21

a22

a23


a21

a22

a31

a32

a33

a31

a32

9

2 1
1 1

1




1 
2


` ¯o

´
Tu. d´ ta co :
a11

a12

a13

a21

a22

a23

a31

a32

a33

=

a11 .a22 .a33 + a12 .a23 .a31 + a13 .a21 .a32
− a13 .a22 .a31 − a11 .a23 .a32 − a12 .a21 .a33

´
´
’ ¯i
´
2.2. Mˆt sˆ tı

o o ´nh chˆ t cua d .nh thu.c
a
.
´
• Tı
´nh chˆ t 1: A = AT
a
*. Vı du :
´ .

1 2
3 4

= −2 ,

1 3
2 4

= −2


´
• Tı
´nh chˆ t 2: Khi d ˆ i vi trı cua hai hang (hai cˆt) cho nhau thı d .nh
a
¯o . ´ ’
`
o
` ¯i
.

’ ´
´c ¯o a
thu. d ˆ i dˆ u.
*. vı du : Ta co :
´ .
´
1 3
2 5

= 1.5 − 2.3 = −1

-o


˜
Dˆ i chˆ hang 1 cho hang 2 ta cu ng d u.o.c:
o `
`
¯ .
2 5
1 3

= 2.3 − 1.5 = 1 = −(−1)

-.
´
´
´c ´ o `
o o
` ¯o `

o
` o
• Tı
´nh chˆ t 3: Dinh thu. co mˆt hang (mˆt cˆt) nao d´ gˆm toan sˆ
a
.
. .
`
0 thı b˘ ng 0.
` a
*. Vı du :
´ .
1 2
0 0

0 =0

2 7

6

9

hay

9 0

1

0 0 =0


2

3

3 0

-.
´
`
’ e
• Tı
´nh chˆ t 4: Dinh thu. co hai hang (hai cˆt) ty lˆ nhau thı b˘ ng 0.
a
´c ´
`
o
` a
.
.

10


*. Vı du 1:
´ .
m.a

n.a


x

y

a

b

hay

c

*. Vı du 2:
´ .

1

1 2

1

2 4

9

y

x =0

u


t

2.1 1

3 = 2

3 6

a

n.t

=0

z

b

n.x

m.b m.c

2.2 3 = 0

3

2.3 9

´

´
• Tı
´nh chˆ t 5: Nˆ u nhˆn mˆt hang (mˆt cˆt) nao d´ cua d inh thu.
a
e
a
o `
o o
` ¯o ’ ¯.
´c
.
. .
´
´i o o
` ¯.
´c ¯ .
a e ´i o ¯o
vo. mˆt sˆ λ = 0 thı d inh thu. d u.o.c nhˆn lˆn vo. sˆ λ d´ .
. ´
*. Vı du :
´ .
m.a

m.b

x

y

*. Vı du :

´ .

= m.

2

3

4

8

=

a

b

x y

2

hay

3

n.a

t


n.x m

= 4.

2

= n.

a

t

x m

3

=4
4.1 4.2
1 2
-.
’ ´
´
´c o
¯o e
o
`
o `
• Tı
´nh chˆ t 6: Dinh thu. khˆng thay d ˆ i nˆ u ta cˆng vao mˆt hang
a

.
.
.p tuyˆ n tı

´

e ´nh cua mˆt sˆ hang (cˆt) kha c.
o o `
o
´
(mˆt cˆt) nao d´ mˆt tˆ ho
o o
` ¯o o o .
. ´
. .
.
.
*. Vı du 1:
´ .
a1

a2

a3

(a1 + α.a2 − β.a3 )

a2

a3


b1

b2

b3 = (b1 + α.b2 − β.b3 )

b2

b3

c1

c2

c3

(c1 + α.c2 − β.c3 )

c2

c3

1

3

*. Vı du 2:
´ .
2


2 1

3

4 5

7 = 4 + (−2).2 5 + (−2).1 7 + (−2).3 = −20

6 1

5

6

1

*. Vı du 3:
´ .

11

5


a

1

1


1

a

1

1

1

1

a

1

1

1

1

a+3

a

=

1


1

1

a+3 a

1

1

a+3

1

a

1

a+3

1

1 1 a
1
1
0 a−1

= (a + 3).


0

0

1

1

1

1

1 a

1

1

1

1

a

1

1

1


a

1

1
1

0

0

a−1

0

= (a + 3).

= (a + 3).(a − 1)3

0
0
0
a−1
-.
´
• Tı
´nh chˆ t 7: Dinh thu. cua ma trˆ n tam gia c co da ng du.o. d ˆy
a
´c ’
a

´ ´ .
´i ¯a
.
d u.o.c xa c d inh la:
¯ . ´ ¯.
`
a11

a12

a13

...

a1n

0

a22

a23

...

a2n

0
.
.
.


0
.
.
.

a33
.
.
.

...
...

a3n = a11 .a22 .a33 . . . ann
.
.
.

0

0

0

...

ann

a11


0

0

...

0

a21

a22

0

...

0

a31
.
.
.

a32
.
.
.

a33

.
.
.

...
...

0
.
.
.

an1

an2

an3

...

ann

1 2 3

4

0 5 6

−2


0 0 3

1

0 0 0

−2

= a11 .a22 .a33 . . . ann

*. Vı du 1:
´ .

= 1.5.3.(−2) = −30

12


*. Vı du 2:
´ .
1

0

0

0 0

4


3

0

0 0

3

2 −2 0 0 = 1.3.(−2).4.5 = −120

1

0

2

4 0

1

2

5

0 5

´
´
`
• Tı

´nh chˆ t 8: Khi tˆ t ca ca c phˆn tu. cua mˆt hang (hay mˆt cˆt) co
a
a ’ ´
a ’ ’
o `
o o ´
.
. .
’ a ´ch `


´


´c ´ e
o
da ng tˆ ng cua hai sˆ ha ng thı d .nh thu. co thˆ phˆn tı thanh tˆ ng cua
o
o .
` ¯i
.
˜ `
´c. ´
hai d inh thu. Co nghı a la:
¯.
a1

a2

a3 + a3


a1

a2

a3

a1

a2

a3

b1

b2

b3 + b3 = b1

b2

b3 + b1

b2

b3

c1

c2


c3 + c3

c2

c3

c2

c3

a1

a2

a3

a1

a2

a3

c1

c1

a1 + a1

a2 + a2


a3 + a3

b1

b2

b3

= b1

b2

b3 + b1

b2

b3

c1

c2

c3

c1

c2

c3


c2

c3

2 1

x+y

2

1

x

2 1

y

0 5

x +y

= 0

5

x

+ 0 5


y

c1

*. Vı du :
´ .

3 2 x +y

3 2 x
3 2 y
= 15(x + y) + 7(x + y ) + 10(x + y )

ˆ
- ’
§3. MA TRA N NGHICH DAO
.
.
-.
˜
3.1. Dinh nghı a
´
a
• Cho A la mˆt ma trˆ n vuˆng cˆ p n. Ma trˆ n B d u.o.c goi la ma trˆ n
` o
a
o
a
a

¯ .
. `
.
.
.
.
−1
´

’ ˜
nghich d ao cua ma trˆ n A (ky hiˆ u la: A ) nˆ u thoa ma n:
a
´ e `
e
. ¯’
.
.
A.B = In

va
`

13

B.A = In


*. Vı du : Cho ma trˆ n
´ .
a

.
2

3
9
−3
9

Xe t mˆt ma trˆ n B =
´
o
a
.
.
Ta co :
´
A.B =
B.A =

2 −1
3
3
9
−3
9

3
1
9
2

9

−1

3

A=

3

1
9
2
9

3
9
−3
9

.
.

1
9
2
9

2 −1
3


3

=
=

1 0
0 1
1 0
0 1

= I2
= I2


Vˆ y B chı
a
´nh la ma trˆ n nghich d ao cua ma trˆ n A.
`
a
a
.
.
. ¯’
.
´
` .

• Nˆ u A tˆn ta i ma trˆ n nghich d ao thı ta no i A la ma trˆ n kha nghich.
e

o
a
`
´
`
a
.
. ¯’
.
.
-.
• Dinh ly (d iˆu kiˆ n tˆn ta i ma trˆ n nghich d ao)
´ ¯`
e
e `
a
. o .
.
. ¯’
- `
’ .
´
`
Diˆu kiˆ n cˆn va d u dˆ mˆt ma trˆ n A vuˆng cˆ p n tˆn ta i ma trˆ n
e
e `
a ` ¯ ’ ¯e o
a
o
a

o .
a
.
.
.
nghich d ao la: det(A) = 0.
. ¯’ `
´ `m
a
¯a
3.2. Ca c phu.o.ng pha p tı ma trˆ n nghich d ’ o
´
.
.

a11

 a21
` `m

’ ’
a
a
Gia su. ta cˆn tı ma trˆ n nghich d ao cua A =  .
.
. ¯’
 .
 .
an1
• Phu.o.ng pha p 1

´

a12

...

a22
.
.
.

...

an2

...

...

a1n




a2n 
. 
. 
. 
ann


´
Ta ky hiˆ u Cij = (−1)i+j . det(Mij ) va d u.o.c goi la phˆn phu d a i sˆ cua
´ e
` ¯ . . ` `
a
.
. ¯. o ’
´
`


´c ´ ¯i
a
a
´ o
phˆn tu. aij . Khi ˆ y ta co cˆng thu. xa c d .nh ma trˆ n nghich d ao cua ma
a
.
. ¯’
trˆ n A nhu. sau:
a
.

T
C11 C12 . . . C1n


1  C21 C22 . . . C2n 
−1
 .

A =
.
. 
.
. 
det(A)  .
.
...
. 
 .
Cn1 Cn2 . . . Cnn
14




1 2


’ ’
Gia su. cho ma trˆ n A =  2 5
a
.
1 0
−1 = 0. Ngoai ra ta co :
`
´
*. Vı du 1:
´ .


C11 = 40

3




3 . Ta co : det(A) =
´
8

C12 = −13 C13 = −5

C21 = −16

C22 = 5

C23 = 2

C31 = −9

C32 = 3

C33 = 1

Do d´ ta co ma trˆ n nghich d ao
¯o
´
a
.

. ¯’

40 −13
1 
−1
5
A =
 −16
−1
−9
3


cua ma trˆ n A nhu. sau:
a
.
T 

−5
40 16
9



2  =  13 −5 −3 
1

5




1

−2 −1

−3 4





’ ’
a
1 1
*. Vı du 2: Gia su. cho ma trˆ n A =  2
´ .
.
−1 −2 1
Ta co : det(A) = 0, nˆn ma trˆ n A khˆng co ma trˆ n nghich d ao.
´
e
a
o
´
a
.
.
. ¯’
´
• Phu.o.ng pha p 2

-a `

´
´

´
`
´
´
e ¯ˆ
a
`
Dˆy la phu.o.ng pha p dung ca c phe p biˆ n d o i so. cˆ p theo hang cua ma


´
` ` ´
trˆ n dˆ tı ma trˆ n nghich d ao. Nˆi dung cua phu.o.ng pha p nay la chu ng
a ¯e `m
a
o
.
.
. ¯’
.
´
´
’ ’
a
`

ta viˆ t vao bˆn phai cua ma trˆ n A mˆt ma trˆ n d o.n vi cung cˆ p. Dung
e ` e
a
o
a ¯
. `
.
.
.
’ ´

´
´


a
`
`
a ¯e e
ca c phe p biˆ n d ˆ i so. cˆ p theo hang (chı theo hang) cua ma trˆ n dˆ biˆ n
´
´
e ¯o
.
´
` o
ma trˆ n sau khi d˜ ghe p (co cˆ p la: n × 2n) vˆ mˆt ma trˆ n sao cho ma
a
¯a ´
´ a `

e .
a
.
.
.n vi n˘ m vˆ phı bˆn tra i va khi ˆ y phı bˆn phai cua ma trˆ n nay
`
` ´a e
´
’ ’
e
´ `
a
´a e
a `
trˆ n d o . a
a ¯
.
.

15




`m. Cu thˆ chu ng ta mˆ ta nhu. sau:
o ’
. e ´

. . . a1n 1 0 . . . 0


. . . a2n 0 1 . . . 0 

. . .
.
. . . ... . 
.
...
. . .
an1 an2 . . . ann 0 0 . . . 1

´
−→ . . . . . . . . . biˆ n d ˆ i . . . . . . . . .
e ¯o

chı
´nh la ma trˆ n nghich d ao cˆn
`
a
a
.
. ¯’ `

a11 a12

 a21 a22
A/I =  .
.
 .
.
.

 .


´
−→ . . . . . . . . . biˆ n d ˆ i . . . . . . . . .
e ¯o

1 0 . . . 0 x11 x12 . . .

 0 1 . . . 0 x21 x22 . . .
−→  . .
.
 . . ... . .
. .
.
. .
.
...
. .
0 0 . . . 1 xn1 xn2 . . .
´
Khi ˆ y ta co :
a
´



−1

A


x12

...

xn2


 x21
= .
 .
 .
xn1

...

x22
.
.
.

x11

x1n

...

x1n





x2n 
. 
. 
. 
xnn




x2n 
. 
. 
. 
xnn

...


*. Vı du : Tı ma trˆ n nghich d ao cua ma trˆ n sau:
´ .
`m
a
a
.
. ¯’
.



1 1 −3


A =  −1 0 2 
−3 5

0

Ta co :
´


1

1





1

0 0

1

1 −3 1 0

0


2

0

1 −1 1 1

0

0



1 0  −→  0


0




A/I =  −1 0
−3 5





−3

0 1


0



8 −9 3 0

1



1

1 −3

1

0

0

1

1

0

16

24


−3


−→  0

1 −1

1

1



0  −→  0

1

0

6

9


−1 

0

0 −1 −5 −8 1


0

16

0 −1 −5 −8

1








1

0

0

10

15

−2


−→  0


1

0

6

9



−1  −→  0 1

0

0 −1 −5 −8

Vˆ y:
a
.

1



1 0

0 10 15 −2
0 6
1 5


0 0

10 15 −2


A−1 =  6

8


−1 
−1




−1 

9

5

9



8

−1



3.3. Ha ng cua ma trˆ n
a
.
.
-.
˜
´
´

´c
• Dinh nghı a: Ha ng cua mˆt ma trˆ n A la cˆ p cao nhˆ t cua d .nh thu.
o
a
` a
a ’ ¯i
.
.
.
a
´ e `
con kha c 0 lˆ p tu. ma trˆ n A. Ky hiˆ u la: rank(A) hay r(A)
´
a `
.
.
.
*. Vı du : Xe t ma trˆ n sau
´ .

´
a
.

1

A= 2

−3 4
1

1

−1 −2 1

2




4 

−2

´

´c
a
`
Ca c d inh thu. con cˆ p ba cua A la

´ ¯.
1

1

2

1 =0

1

1

1

−2 1

1

4

1
=0

−3

=0

2


2

2
4

2

−1 1 −2

−1 −2 1
−3 4

4

2

−3 4

1

4

−1 −2 −2

−2

´

Ta co d inh thu. con cˆ p hai cua A la
´ ¯.

´c
a
`
1

−3

2

1

=7

Vˆ y r(A) = 2
a
.

´ `m .
a
• Phu.o.ng pha p tı ha ng cua ma trˆ n
.

17

=0




˜ ¯e `m .


Chu ng ta co thˆ dung d inh nghı a dˆ tı ha ng cua ma trˆ n, tuy nhiˆn
´
´ e ` ¯.
a
e
.
´
´
´
´ ’
´
´
` a .
e
a `
a
a a ´n. ` e
phu.o.ng pha p nay rˆ t ha n chˆ , nhˆ t la khi cˆ p cua ma trˆ n rˆ t lo. Vı thˆ
. ´


´
´
’ .

chu ng ta su. du ng phu.o.ng pha p biˆ n d ˆ i so. cˆ p cua ma trˆ n dˆ tı ha ng
´
´
e ¯o

a
a ¯e `m .
.


´
` ` ´
`
´
´
cua ma trˆ n, nˆi dung cua phu.o.ng pha p nay la chu ng ta dung ca c phe p
a
o
.
.


´
´

a
`
a o
a ’
a ¯e ¯
biˆ n d ˆ i so. cˆ p theo hang (ho˘ c cˆt, ho˘ c ca hai) cua ma trˆ n dˆ d u.a ma
e ¯o
. .
.
.

´
´

trˆ n d´ vˆ da ng ma trˆ n bˆ c thang thu gon nhˆ t. Khi ˆ y ha ng cua
a ¯o ` .
e
a
a
a
a
.
.
.
.
.
´
´
ma trˆ n chı la sˆ ca c hang kha c khˆng (ho˘ c sˆ ca c cˆt kha c khˆng, nˆ u
a
´nh ` o ´ `
´
o
a o ´ o
´
o
e
.
. ´
.
´



a
o `
nho ho.n) cua ma trˆ n cuˆ i cung.
.
*. Vı du 1 :
´
.





1

0

1 −2

1

Cho ma trˆ n A = 
a
.
2

1

3 −2 



´
´
a
`
´
e ¯ˆ
 Dung phe p biˆ n d o i so. cˆ p theo
5 −1 


hang cua ma
`

1
0

A −→ 
0

1

1 −1 1 4
trˆ n ta co :
a
´
.



0 1 −2
1 0
0 1
1 2 0 


 −→ 

0 0
1 3 3

0 −1 0

6

1 −2

Vˆ y ta co : rank(A) = 3.
a
´
.



1

1
2

2




1 0

0 1
0 


 −→ 

0 0
3

2

0 0



6

1

0 0







*. Vı du 2: Tı λ dˆ A =  2 λ −2  co ha ng la 2
´ .
`m ¯e
´ .
`
3 −6 −3
Ta co :
´




1 2
1
1 1
2




 2 λ −2  −→  3 −3 −6 
3



−6 −3

1 1


−→  0 −6

2 −2 λ



2
1 1
2



−12  −→  0 −6 −12 

0 −4 λ − 2

0

-e

`
Dˆ r(A) = 2 thı λ + 6 = 0 ⇒ λ = −6
thı
`
r(A) = 2
Vˆ y vo. λ = −6
a ´i
.
18


0

λ+6

1 −2
2
1
0



0 


3 
0


. .
`
´
´
ˆ
ˆ
§4. HE PHU O NG TRI NH TUYEN TI NH
.
-.
˜
4.1. Dinh nghı a
’ ´

`nh co da ng:
´ .
• Hˆ gˆm n−ˆ n sˆ {x1 , x2 , x3 , . . . , xn } va m−phu.o.ng trı
e `
a o
`
. o

 a11 x1 + a12 x2 + . . . + a1n xn = b1




 a21 x1 + a22 x2 + . . . + a2n xn = b2
(4.1)
 ...............





am1 x1 + am2 x2 + . . . + amn xn = bm
´
`nh tuyˆ n tı
e ´nh.
d u.o.c goi la hˆ phu.o.ng trı
¯ . . ` e
.
´
• Nˆ u chu ng ta d ˘ t

e
´
¯a
.

a11 a12 . . .

 a21 a22 . . .
A= .
.
 .
.
.
...
 .
am1

am2

...

´ e
`nh
thı khi ˆ y hˆ phu.o.ng trı
`
a
.
sau:

a11 a12


 a21 a22
 .
.
 .
.
.
 .
am1

am2

a1n





x1





b1




 



a2n 
 x2 
 b2 
.  ; X = .  ; B= . 
 . 
 . 
. 
. 
 . 
 . 
amn
xn
bm
˜ ¯ .
´
(4.1) se d u.o.c viˆ t la i theo da ng ma trˆ n nhu.
e .
a
.
.
...
...
...
...

a1n




x1





b1



  

a2n   x2   b2 
 .  =  . 
.  .   . 
.
.  .   . 
xn
bm
amn

’ ´
hay co thˆ viˆ t gon la:
´ e e . `
A.X = B
a e o
a
¯ . . `
a

• Ma trˆ n A d u.o.c goi la ma trˆ n hˆ sˆ , ma trˆ n B d u.o.c goi la ma trˆ n
a
¯ . . `
.
. ´
.
.
.
. do va X d u.o.c goi la ma trˆ n nghiˆ m sˆ o. da ng cˆt.
´
`
¯ . . `
a
e
o ’ .
o
hˆ sˆ tu
e o .
.
.
.
. ´
´

e
e
¯ .
• Bˆ n−sˆ co da ng X = (α1 , α2 , . . . , αn ) d u.o.c goi la nghiˆ m cua hˆ
o
o ´ .

. `
.
.
.

19


´
`nh
e
phu.o.ng trı (4.1) nˆ u khi thay

´
´c.
ca c d` ng nhˆ t thu.
´ ¯ˆ
o
a


 x1 = α1




 x2 = α2

 ...






xn = αn

vao hˆ (4.1) thı chu ng ta d u.o.c
` e
` ´
¯ .
.

´ ´ ´
• Hˆ (4.1) d u.o.c goi la tu.o.ng thı
e
¯ .
´ch nˆ u no co nghiˆ m, d u.o.c goi la
e
e
¯ .
.
. `
. `
.
´
´
´ch nˆ u nhu. no vˆ nghiˆ m, va d u.o.c goi la vˆ d .nh nˆ u
e
´ o
e

` ¯ .
khˆng tu.o.ng thı
o
e
.
. ` o ¯i
´ ´
o
e
nhu. no co ho.n mˆt nghiˆ m.
.
.


a11 a12 . . . a1n b1


 a21 a22 . . . a2n b2  . .
• Ma trˆ n A co da ng: A =  .
a
´ .
.
.
.  d u o c goi la
.
. `
 .
.
.
.  ¯ .

.
...
.
. 
 .
am1 am2 . . . amn bm

ma trˆ n hˆ sˆ bˆ sung cua ma trˆ n A.
a
e o o
a
.
. ´ ’
.
-.

o
e
e
`nh
4.2. Dinh ly vˆ su. tˆn ta i nghiˆm cua hˆ phu.o.ng trı
´ ` . `
e
.
.
.
-.
• Dinh ly : Hˆ (4.1) la tu.o.ng thı khi va chı khi rank(A) = rank(A).
´
e

`
´ch
` ’
.
• Nhˆ n xe t:
a
´
.
´
` e
o
e
(1). Nˆ u rank(A) = rank(A) thı hˆ (4.1) vˆ nghiˆ m.
e
.
.
´
´
` e
´
e
a
(2). Nˆ u rank(A) = rank(A) = n thı hˆ (4.1) co nghiˆ m duy nhˆ t.
e
.
.
´
´
` e
´ o o

e
(3). Nˆ u rank(A) = rank(A) < n thı hˆ (4.1) co vˆ sˆ nghiˆ m.
e
.
.
’ .
*. Vı du 1: Tı m dˆ hˆ sau co nghiˆ m.
´ .
`m
¯e e
´
e
.

 x1 + 2x2 − x3 + 4x4 = 2


2x1 − x2 + x3 + x4 = 1



x1 + 7x2 − 4x3 + 11x4 = m
Ta co :
´

20





1


A =2


1
1


−→  0

0

2

−1

4

2





1

2


−1

4

2






1  −→  0 −5 3 −7 −3 
7 −4 11 m
1 7 −4 11 m



2 −1 4
2
1 2 −1 4
2



−5 3 −7 −3  −→  0 −5 3 −7 −3 

−1

1


1

5

−3

7

m−2

0

0

0

0

m−5

-e e ´
’ .
Dˆ hˆ co nghiˆ m thı r(A) = r(A)
e
`:
.
Ma theo trˆn thı r(A) = 2 ⇒ r(A) = 2
`
e
`

⇐⇒ m − 5 = 0 ⇒ m = 5
Vˆ y vo. m = 5 thı hˆ phu.o.ng trı
a ´i
` e
`nh trˆn co nghiˆ m.
e ´
e
.
.
.
.o.ng trı
´
´

`nh theo tham sˆ a:
o
*. Vı du 2: Biˆ n luˆ n sˆ nghiˆ m cua phu
´ .
e
a o
e
.
.
.

 ax1 + x2 + x3 = 1


x1 + ax2 + x3 = 1




x1 + x2 + ax3 = 1
Ta co :
´








a

1

1 1

1

1

a 1


A =1

a




1 1  −→  1

a


1 1



1
1


−→  0

a

1

a 1

1 1

1
a
1
1
1



a − 1 1 − a 0  −→  0 a − 1
1

a


1

1

a

0

0

a

1

1−a

0

2 − a − a2 1 − a

´
• Nˆ u: 2 − a − a2 = 0 =⇒ a = 1, a = −2

e
Khi a =1 thı
`:


1


A = 0
0

1 1 1




0 0 0  =⇒ r(A) = r(A) = 1 < 3
0 0 0

´
Nˆn hˆ vˆ d .nh (co vˆ sˆ nghiˆ m).
e e o ¯i
´ o o
e
.
.

21







Khi a = -2 thı
`:


1

1


A =  0 −3
0

0

−2 1
3
0




0  =⇒ r(A) = 2, r(A) = 3
3

=⇒ r(A) = r(A) nˆn hˆ vˆ nghiˆ m.
e e o

e
.
.
´
`
• Nˆ u: 2 − a − a2 = 0 =⇒ a = 1 va a = −2
e
´
e e ´
e
a
=⇒ r(A) = r(A) = 3. Nˆn hˆ co 1 nghiˆ m duy nhˆ t.
.
.
Vˆ y: - Vo. a = 1 thı hˆ vˆ d .nh.
a
´i
` e o ¯i
.
.
. a = -2 thı hˆ vˆ nghiˆ m.
´i
` e o
e
- Vo
.
.
. a = 1 va a = −2 thı hˆ co nghiˆ m duy nhˆ t.
´
´i

`
` e ´
e
a
- Vo
.
.

’ e
4.3. Phu.o.ng pha p giai hˆ phu.o.ng trı
´
`nh tˆ ng qua t
o
´
.

• Phu.o.ng pha p Gauss: Nˆi dung cua phu.o.ng pha p nay la chu ng ta
´
o
´
` ` ´
.
’ ´


´
´

a
e

`nh dˆ biˆ n d ˆ i va loa i
¯e e ¯o ` .
dung ca c phe p biˆ n d ˆ i so. cˆ p cua hˆ phu.o.ng trı
`
´
´
e ¯o
.

´
` ˆ o
´
`nh cuˆ i cung dˆ dang thu d u.o.c nghiˆ m
o `
e `
¯ .
e
dˆn a n sˆ sao cho hˆ phu.o.ng trı
a ’
e
.
.
.n. Ca c phe p biˆ n d ˆ i so. cˆ p cua hˆ phu.o.ng trı

´
´
`

ho
´

´
e ¯o
a
e
`nh gˆm:
o
.
-o . ´

`nh cho nhau.
(1). Dˆ i vi trı hai phu.o.ng trı
`nh.
(2). Nhˆn mˆt sˆ λ = 0 vao mˆt phu.o.ng trı
a
o o
`
o
. ´
.

(3). Cˆng vao mˆt phu.o.ng trı
o
`
o
`nh cua hˆ mˆt phu.o.ng trı
e o
`nh kha c sau
´
.
.

. .
khi d˜ nhˆn vo. mˆt sˆ kha c 0.
¯a a ´i o o ´
. ´

´
´ ’ e
´
• Nhˆ n xe t: Vı ca c phe p biˆ n d ˆ i so. cˆ p cua hˆ phu.o.ng trı
a
´
` ´
´
e ¯o
a
`nh giˆ ng
o
.
.

´
´

´
´
e ¯o
a
`
a
a

´
´
nhu. ca c phe p biˆ n d ˆ i so. cˆ p theo hang cua ma trˆ n. Do vˆ y chu ng ta co
.
.



´


thˆ dung ca c phe p biˆ n d ˆ i theo hang (chı theo hang) cua ma trˆ n dˆ
e `
´
´
e ¯o
`
`
a ¯e
.


´
´
’ e
`nh. Cu thˆ : Dung ca c phe p biˆ n d ˆ i so. cˆ p
`
´
´
e ¯o

a
tı nghiˆ m cua hˆ phu.o.ng trı
`m
e
. e
.
.

` .

a e o o
theo hang cua ma trˆ n dˆ d u.a ma trˆ n hˆ sˆ bˆ sung vˆ da ng ma trˆ n bˆ c
`
a ¯e ¯
e
a a
.
. ´ ’
.
.
.
.o.ng trı
˜
´
´
´
`nh
thang thu gon nhˆ t, khi ˆ y ma trˆ n cuˆ i cung se cho ta hˆ phu
a
a

a
o `
e
.
.
.

¯
´i e
`nh ban d` u va do d´ ta dˆ dang co d u.o.c
¯ˆ `
a
¯o
e `
´ ¯ .
tu.o.ng d u.o.ng vo. hˆ phu.o.ng trı
.
’ e
nghiˆ m cua hˆ ban d` u.
e
¯ˆ
a
.
.

22


’ e
`nh:

*. Vı du 1: Giai hˆ phu.o.ng trı
´ .
.

 2x1 + 4x2 + 3x3 = 4


3x1 + x2 − 2x3 = −2



4x1 + 11x2 + 7x3 = 7
Ta co :
´


2

4


A =3

1

4






2

4



−2 −2  −→  3

1

7
0


4
2



−→  0 10 13 16  −→  0
0 29 29 29
0


4 11
2 4

3
7

3

3

4




−2 −2 

29 29 29

4
3 4

10 13 16 
0 87 174

a
´
Nhu. vˆ y ta co :
.


 x1 = 1
 2x1 + 4x2 + 3x3 = 4





⇐⇒ x2 = −1
10x2 + 13x3 = 16






87x3 = 174
x3 = 2
’ e
`nh sau:
*. Vı du 2: Giai hˆ phu.o.ng trı
´ .
.

 3x1 − 5x2 + 2x3 + 4x4 = 2


7x1 − 4x2 + x3 + 3x4 = 5



5x1 − 7x2 − 4x3 − 6x4 = 3
Ta co :
´







3

−5

2

4

2


A =7

−4

1

3



5  −→  7 −4



5
1



−→  0

0

1

6

−3 −5 −1
1

3




5 

−7 −4 −6 3
5 7 −4 −6 3



6
−3 −5 −1
1
6
−3 −5 −1




−46 22 38 12  −→  0 −46 22 38 12 
−23

11

19

8

0

Co : r(A) = 2 va r(A) = 3
´
`
=⇒ r(A) = r(A)
23

0

0

0

−4


`nh d˜ cho trˆn la vˆ nghiˆ m.

¯a
e ` o
e
Vˆ y hˆ phu.o.ng trı
a e
.
.
.
’ e
`nh sau:
*. Vı du 3: Giai hˆ phu.o.ng trı
´ .
.

 x1 + x2 − 3x3 − 2x4 + 3x5 = 1



 2x + 2x + 4x − x + 3x = 1
 1
2
3
4
5

 3x1 + 3x2 + 5x3 − 2x4 + 3x5 = 1






2x1 + 2x2 + 8x3 − 3x4 + 9x5 = 6
Ta co :
´


1 1 3

2 2 4

A =
3 3 5


−2 3 1





1 1

3

 0 0 −2
−1 3 1 


 −→ 
 0 0 −4

−2 3 1 

2 2 8 −3 9 6
1 1 3 −2 3

1



0 0


2
1 1

−2

3

3



−3

4
1
3

1


0 


−6 −2 
3 4
−2 3

1



 0 0 −2 3 −3 0 
 0 0 −2 3 −3 0 




−→ 
 −→ 

 0 0 0 −2 0 −2 
 0 0 0 −2 0 −2 
0 0

0

4

0


4

0 0

0

0

0

0

´
´

´c
a
Tˆ t ca ca c d .nh thu. con cˆ p 4 cua A = 0
a ’ ´ ¯i
1 3 −2
Ta co : 0 −2
´

3

= 4 = 0 =⇒ r(A) = r(A) = 3

0 0 −2
´ ’

´
Vˆ y r(A) = r(A) = 3 < 5 = n (sˆ ˆ n). Nˆn hˆ co vˆ sˆ nghiˆ m.
a
o a
e e ´ o o
e
.
.
.

 x1 + x2 + 3x3 − 2x4 + 3x5 = 1 (1)


˜ cho tu.o.ng d u.o.ng vo.
¯
´i:
Hˆ d a
e ¯
−2x3 + 3x4 − 3x5 = 0 (2)
.



−2x4 = −2 (3)
(3)=⇒ x4 = 1
3 − 3x5
2
−2x2 + 3x5 − 3
(1)=⇒ x1 =
2

-a
D˘ t : x2 = s, x5 = t; s, t ∈ R
.
3
3 3
3
Ta co : x1 = −s + t − ; x3 = − t;
´
2
2
2 2
(2)=⇒ x3 =

24

x4 = 1



`nh la:
`
Vˆ y nghiˆ m tˆ ng qua t cua hˆ phu.o.ng trı
a
e
o
´ ’
e
.
.
.

3
3
3 3
(−s + t − , s, − t, 1, t); ∀s, t ∈ R
2
2
2 2
4.4. Hˆ Cramer
e
.
-.
˜
´
`nh tuyˆ n tı
e ´nh co da ng:
´ .
• Dinh nghı a: Hˆ phu.o.ng trı
e
.

 a11 x1 + a12 x2 + . . . + a1n xn = b1




 a21 x1 + a22 x2 + . . . + a2n xn = b2
(4.4)
 ...............






an1 x1 + an2 x2 + . . . + ann xn = bn
’ ˜ ¯`
va thoa ma n d iˆu kiˆ n:
`
e
e
.
a11

...

a1n

a21
.
.
.

a22
.
.
.

...
...

a2n

. =0
.
.

an1

det(A) =

a12

an2

...

ann

d u.o.c goi la hˆ Cramer.
¯ . . ` e
.
-.
´
• Dinh ly : Hˆ Cramer co nghiˆ m duy nhˆ t va d u.o.c xa c d .nh nhu. sau:
´
e
´
e
a ` ¯ . ´ ¯i
.
.
xj =


det(Aj )
det(A)

`
Trong d´ A la ma trˆ n ca c hˆ sˆ cua hˆ , Aj la ma trˆ n suy tu. A b˘ ng
¯o
`
a ´ e o ’
e
`
a
`
a
.
. ´
.
.
’ o e o .
´
ca ch thay cˆt thu. j bo.i cˆt hˆ sˆ tu. do.
´
o
.
. ´
.

• Hˆ qua:
e
.

´
+ Nˆ u det(A) = det(Aj ) = 0,
e
´
+ Nˆ u
e

∀j = 1, n

thı hˆ vˆ d .nh
` e o ¯i
.

det(A) = 0
thı hˆ vˆ nghiˆ m.
` e o
e
.
.

∃j, det(Aj ) = 0
’ e
*. Vı du 1: Giai hˆ phu.o.ng trı
´ .
`nh:
.

 2x1 + 4x2 + 3x3 = 4



3x1 + x2 − 2x3 = −2



4x1 + 11x2 + 7x3 = 7
25


×