×   HOME JAVA NETPLOT OCTAVE Traži ...
  matematika1
Gaussova eliminacija     Gaussova eliminacija     Pivotiranje


Primjeri

Sljedeći primjeri pokazuju tri slučaja koja se mogu dogoditi prilikom rješavanja sustava pomoću Gaussove eliminacije.

Primjer 2.1   Riješimo sustav

$\displaystyle x-2y+z$ $\displaystyle =5$    
$\displaystyle 2x+y-2z$ $\displaystyle =-3$    
$\displaystyle -x-y$ $\displaystyle =0$    

Tada imamo

\begin{displaymath}\begin{split}\begin{bmatrix}A_1&\vline&\mathbf{b}_1 \end{bmat...
... 0&-\frac{7}{5}&\vline&-\frac{14}{5} \end{bmatrix}. \end{split}\end{displaymath}    

Iz ovog gornje trokutastog sustava lako vidimo da je

$\displaystyle %
z=2, \quad y=-1, \quad x=1.
$

Sustav ima jedinstveno rješenje. Rješenje sustava geometrijski odgovara točki u kojoj se sijeku tri ravnine.

Postupak rješavanja sustava opisan u poglavlju 2.4 idealan je za računala. Kada sustav rješavamo ''ručno'', tada koristimo pojednostavljeno pisanje. Naime, zapisujemo samo proširene matrice odgovarajućih sustava, a sa strane naznačimo koje operacije na retcima vršimo. Pri tom operacije biramo tako da, ukoliko je moguće, izbjegnemo razlomke. Sustav iz primjera 2.1 rješava se na sljedeći način:

\begin{displaymath}\begin{split}\begin{bmatrix}1&-2&1&\vline&5\\ 2&1&-2&\vline&-...
...-4&\vline&-13 \\ 0 & 0&-7&\vline&-14 \end{bmatrix}. \end{split}\end{displaymath}    

Sljedeći primjer pokazuje kako izgleda trokutasti oblik kada imamo parametarska rješenja:

Primjer 2.2  

\begin{displaymath}\begin{split}\begin{bmatrix}1&2&-1&0&\vline&1\\ 2&4&0&1&\vlin...
...0&0&3&\vline&-3 \\ 0&0&0&0&\vline &0 \end{bmatrix}. \end{split}\end{displaymath}    

Četvrti redak glasi $ 0=0$ , što je točno. Iz trećeg retka slijedi

$\displaystyle %
x_4=-1,$

a iz drugog retka slijedi

$\displaystyle %
x_3=0.
$

Vrijednosti nezavisnih varijabli $ x_1$ i $ x_2$ dobijemo iz prvog retka,

$\displaystyle %
x_2=t, \quad x_1=1-2t.
$

Sustav ima parametarsko rješenje, odnosno beskonačno rješenja koja ovise o jednom parametru $ t$ ,

$\displaystyle %
\begin{bmatrix}x_1\\ x_2\\ x_3\\ x_4
\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}1-2t\\ t\\ 0\\ -1
\end{bmatrix}, \quad t\in \mathbb{R}.
$

Primijetimo da smo mogli i $ x_1$ uzeti za parametar, odnosno

$\displaystyle %
\begin{bmatrix}x_1\\ x_2\\ x_3\\ x_4
\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}s\\ \frac{1}{2}-\frac{s}{2}\\ 0\\ -1
\end{bmatrix}, \quad s\in \mathbb{R}
$

je također oblik rješenja sustava.

Sljedeći primjer pokazuje kako iz trokutastog oblika možemo zaključiti da sustav nema rješenja.

Primjer 2.3  

\begin{displaymath}\begin{split}\begin{bmatrix}2&-1&1&3&\vline&-2\\ 0&1&-1&2&\vl...
...0&0&0&0&\vline&0\\ 0&0&0&0&\vline &1 \end{bmatrix}. \end{split}\end{displaymath}    

Četvrti redak glasi $ 0=1$ , što je nemoguće pa sustav nema rješenja.

Formalan opis slučajeva koji mogu nastati prilikom rješavanja sustava daje nam Kronecker-Capellijev teorem 2.5.

Napomena 2.1   U praksi se sustavi jednadžbi često rješavaju koristeći računala, pri čemu dolazi do pogrešaka zaokruživanja kako je opisano u poglavlju 1.7.1. Zbog toga se neka pitanja vezana uz Kronecker-Capellijev teorem, kao što su utvrđivanje linearne nezavisnosti skupa vektora (vidi poglavlje 2.5) i određivanje ranga matrice (vidi poglavlje 2.6), ne mogu riješiti numeričkim računanjem.


Gaussova eliminacija     Gaussova eliminacija     Pivotiranje