Матрицы и определители

Понятие Формула / Описание
1. Определитель матрицы 2x2 $$ \begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad - bc $$
2. Определитель матрицы 3x3 (Правило треугольника) $$ \begin{vmatrix} a_{11} & a_{12} & a_{13} \\ a_{21} & a_{22} & a_{23} \\ a_{31} & a_{32} & a_{33} \end{vmatrix} = a_{11}a_{22}a_{33} + a_{12}a_{23}a_{31} + a_{13}a_{21}a_{32} - (a_{13}a_{22}a_{31} + a_{11}a_{23}a_{32} + a_{12}a_{21}a_{33}) $$
3. Сложение матриц Матрицы одного размера складываются поэлементно: \( c_{ij} = a_{ij} + b_{ij} \)
4. Умножение матрицы на число Каждый элемент матрицы умножается на это число: \( k \cdot A = (k \cdot a_{ij}) \)
5. Умножение матриц Строка первой матрицы умножается на столбец второй: \( c_{ij} = a_{i1}b_{1j} + a_{i2}b_{2j} + \dots \) (Возможно, только если число столбцов первой равно числу строк второй)
6. Метод Гаусса (с примером) Приведение системы линейных уравнений к ступенчатому виду с помощью элементарных преобразований строк.

Пример для системы:
\( \begin{cases} x + 2y = 5 \\ 3x + y = 5 \end{cases} \)

1. Записываем расширенную матрицу:
$$ \begin{pmatrix} 1 & 2 & | & 5 \\ 3 & 1 & | & 5 \end{pmatrix} $$
2. Обнуляем первый элемент 2-й строки: (вычитаем из второй строки первую, умноженную на 3)
$$ \begin{pmatrix} 1 & 2 & | & 5 \\ 0 & -5 & | & -10 \end{pmatrix} $$
3. Делим вторую строку на -5, чтобы получить 1:
$$ \begin{pmatrix} 1 & 2 & | & 5 \\ 0 & 1 & | & 2 \end{pmatrix} $$
Итог (обратный ход): Из нижней строки видим, что \( y = 2 \). Подставляем в верхнюю строку: \( x + 2(2) = 5 \Rightarrow x = 1 \).
Ответ: \( (1; 2) \)