Учебное пособие: Матрицы. Дифференциальные уравнения
3. Находим присоединенную матрицу, т.е (матрица, состоящая из алгебраических дополнений к элементам транспонированной матрицы).
4. Вычисляем обратную матрицу по формуле .
5. Проверяем правильность вычисления, исходя из определения обратной матрицы.
Ранг матрицы
Определение: Ранг матрицы – это наивысший порядок, отличных от 0, миноров матрицы.
!!! Чтобы найти ранг матрицы нужно сначала привести матрицу с помощью элементарных преобразований к ступенчатому виду (все элементы, стоящие ниже главной диагонали, равны 0).
Элементарными называются следующие преобразования матриц:
1) умножение всех элементов какой-либо строки (столбца) матрицы на одно и то же число, отличное от нуля;
2) прибавление к элементам какой-либо строки (столбца) матрицы соответствующих элементов другой строки (столбца), умноженных на одно и то же число;
3) перемена местами строк (столбцов) матрицы;
4) отбрасывание строк (столбцов) матрицы, все элементы которых равны нулю.
МЕТОД НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ
На практике часто сталкиваемся с задачей о сглаживании экспериментальных зависимостей.
Пусть зависимость между двумя переменными x и y выражается в виде таблицы, полученной опытным путем. Это могут быть результаты опыта или наблюдений, статистической обработки материала и т.п.
xi | x1 | x2 | … | xn |
yi | y1 | y2 | … | yn |
Требуется наилучшим образом сгладить экспериментальную зависимость между переменными x и y , т.е. по возможности точно отразить общую тенденцию зависимости y от x , исключив при этом случайные отклонения, связанные с неизбежными погрешностями измерений или статистических наблюдений. Такую сглаженную зависимость стремятся представить в виде формулы y = f ( x ) – эмпирическая формула .
Задача нахождения эмпирической формулы разбивается на два этапа:
- устанавливается вид зависимости y = f ( x ), т.е. решить, является ли она линейной, квадратичной, логарифмической или какой-либо другой (в нашей задаче зависимость линейная - y = ax + b );
- определение неизвестных параметров этой функции по методу наименьших квадратов, согласно которому, в качестве неизвестных параметров функции f ( x ) выбирают такие значения, чтобы сумма квадратов отклонений «теоретических» значений f ( xi ), найденных по эмпирической формулеy = f ( x ), от соответствующихопытных значений была минимальной, т.е.
(в нашей задаче ).
В результате решения такой экстремальной задачи с помощью частных производных:
,
получаем систему нормальных уравнений, из которой находим параметры a иb линейной зависимости:
.
НЕОБХОДИМЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ФОРМУЛЫ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛОВ
Определение: Функция F ( x ) называется первообразной для функции f ( x ) на промежутке Х , если в каждой точке этого промежутка F ¢ ( x )= f ( x ).
Определение: Совокупность всех первообразных для функции f ( x ) на промежутке Х называется неопределенным интегралом от функции f ( x ) и обозначается , т.е.
.
Формула Ньютона-Лейбница (для вычисления определенных интегралов):