Ответы на 36 экзаменационных билетов по дисциплине "Алгебра и геометрия", страница 2

 Например :  ∆x1=             

             b1 a12  … a1n

                   b2  a22  … a2n

   ∆x1=   …………….    

             bn an2   … ann    

                            Доказательство

     Покажем, что (**) имеет решение. Покажем, что числа  x1=∆x1/∆  ,x2=∆x2/∆ ,…,xn=∆xn/∆ являются решением (**)

Подставим указанные числа в первое уравнение системы:

     a11(∆x1/∆)+a12(∆x2/∆)+…+ a1n (∆xn/∆)=(1/∆)[ a11(b1A11+b2 A21+…+bn An1)+a12(b1A12+b2 A22+…+bn An2)+a1n(b1A1n+b2 A2n+…+bn Ann)]= (1/∆)[ b1(a11A11+a12A21+…+a1nA1n) +b2(a11A21+a12A22+…+a1nA2n)+ bn(a11An1+a12An2+…+a1nAnn)]= (1/∆)[ b1∆+b20+…+ bn0]=

(1/∆) b1∆ =b1 .                                                                                         

    Ясно, что проделав аналогичную операцию для оставшихся n-1 уравнений, мы получим ровно n тождеств, что означает, что указанный набор чисел – есть решение (**).

        Покажем теперь, что система (**) имеет единственное решение

      Пусть x10,x20 , …, xn0 - какое-либо решение (**).

   Подставляя это решение в каждое из уравнений (**) мы получим n тождеств :

    x10(a11A11+a21 A21+…+an1 An1)+ x20 (a12A11+a22 A21+…+an2 An1)+…+ xn0 (a1nA11+a2n A21+…+ann An1)= ∆x1

       ∆x10 =∆x1, т.к.∆ ≠0, то x10=∆x1/∆ 

      Аналогичным образом легко показать, что,x20=∆x2/∆ ,…,xn0=∆xn/∆    т.е. получили, что любое решение (**) определяется формулами Крамера, что означает единственность решения  ч.т.д.

Билет N4

Рассмотрим однородную систему :

          Легко видеть, что система (***) имеет решение x1=x2=x3=…=xn=0, независимо от ∆. Такое Решение называется тривиальным.

   Теорема1   Если ∆ ≠0, то (***) имеет только тривиальные решения (по теореме Крамера)

   Теорема 2  Если ∆ =0  (***), то (***) имеет, по крайней мере, одно не тривиальное решение.

                                              Доказательство

       Для простоты докажем теорему для систем 3-х уравнений с 3-мя неизвестными

Пусть

             a11  a12  a13                      

  ∆0 =    a21  a22  a23      =0      

             a31  a32  a33                   

Предположим, что хотя бы один из миноров 2-ого порядка ≠0.

Пусть, например, это    M22=  a11   a13   ≠0                   

                                                   a31   a33           и перепишем тогда (0) следующим образом :

   Легко видеть, что ∆00-есть  M22 ≠0, тогда по теореме Крамера система (00) имеет, и притом, единственное решение

     Положим теперь в последнее равенство x2 ≠0, тогда x1,x2,x3-(где x2≠0)-является решением 1-го и 3-го уравнения (0). Покажем, что эта же тройка является решением  2-ого уравнения.

Билет N5

                               Линейные пространства

  Пусть нам дано некоторое множество элементов произвольной природы. Данное множество будем называть линейное пространство, если для элементов этого множества определены операции:

1)  Для любых 2-х элементов a и b, принадлежащих этому множеству определена операция сложения : a+b

2)  Для любых 2-х элементов a и b, принадлежащих этому множеству определена операция умножения на элемент z : za

Операции подчиняются следующим законам:

1 a+b=b+a

2 (a+b)+c=a+(b+c)

3 В этом множестве существует 0 элементов a+0=a

4 Для каждого элемента a существует обратный элемент (-a)

5 (α+β)a=aα+βa      

6 (αβ)a= (βa)α

7 a*1=a

   т.o., если над множеством введены операции, подчиняющиеся этим законам, то это линейное пространство.

       В дальнейшем обозначим линейное как Z.

 Рассмотрим множество всех положительных чисел, если это множество с обычными операциями + их умножение не являются линейными в пространстве.

      Покажем, что над элементами этого множества можно вести операции сложения и умножения на число так, что множество станет линейным пространством.

1)  a+b=(a(b))

возьмем любую λ  и любой элемент a  λa=aλ

1 a+b=(ab)=(ba)=b+a

2

3 0=(1)   a+0=a=a*1

4 a    -a=1/a        a+(-a)=a*(1/a)=0(1)

                    Линейная зависимость и независимость элементов линейного 

                                                   пространства.                          

   Пусть дано некоторое линейное пространство L, Пусть a1,a2,…,an принадлежат L

Элементы a1,a2,…,an – линейно независимы, если равенство λ1a1+ λ2a2+…+ λnan=0           выполняется тогда и только тогда, когда все λ12+…+ λn=0. В противном случае будем говорить, что сумма элементов линейна зависима.