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克莱姆法则


给定一组线性方程

 {a_1x+b_1y+c_1z=d_1; a_2x+b_2y+c_2z=d_2; a_3x+b_3y+c_3z=d_3,
(1)

考虑 行列式

 D=|a_1 b_1 c_1; a_2 b_2 c_2; a_3 b_3 c_3|.
(2)

现在将 D 乘以 x,并使用 行列式 的性质,即乘以一个常数等价于将单列中的每个条目乘以该常数,因此

 x|a_1 b_1 c_1; a_2 b_2 c_2; a_3 b_3 c_3|=|a_1x b_1 c_1; a_2x b_2 c_2; a_3x b_3 c_3|.
(3)

行列式 的另一个性质使我们能够将任意列的常数倍加到任何列并获得相同的 行列式,因此将 y 乘以第 2 列,将 z 乘以第 3 列加到第 1 列,

 xD=|a_1x+b_1y+c_1z b_1 c_1; a_2x+b_2y+c_2z b_2 c_2; a_3x+b_3y+c_3z b_3 c_3|=|d_1 b_1 c_1; d_2 b_2 c_2; d_3 b_3 c_3|.
(4)

如果 d=0,则 (4) 简化为 xD=0,因此系统只有在 D=0 的情况下才具有非退化解(即,除 (0, 0, 0) 之外的解)(在这种情况下,存在一系列解)。如果 d!=0D=0,则系统没有唯一解。相反,如果 d!=0D!=0,则解由下式给出

 x=(|d_1 b_1 c_1; d_2 b_2 c_2; d_3 b_3 c_3|)/D,
(5)

同样适用于

y=(|a_1 d_1 c_1; a_2 d_2 c_2; a_3 d_3 c_3|)/D
(6)
z=(|a_1 b_1 d_1; a_2 b_2 d_2; a_3 b_3 d_3|)/D.
(7)

此过程可以推广到一组 n 方程,因此,给定一个 n 线性方程组

 [a_(11) a_(12) ... a_(1n); | | ... |; a_(n1) a_(n2) ... a_(nn)][x_1; |; x_n]=[d_1; |; d_n],
(8)

 D=|a_(11) a_(12) ... a_(1n); | | ... |; a_(n1) a_(n2) ... a_(nn)|.
(9)

如果 d=0,则非退化解仅在 D=0 的情况下存在。如果 d!=0D=0,则系统没有唯一解。否则,计算

 D_k=|a_(11) ... a_(1(k-1)) d_1 a_(1(k+1)) ... a_(1n); | ... | | | ... |; a_(n1) ... a_(n(k-1)) d_n a_(n(k+1)) ... a_(nn)|.
(10)

然后 x_k=D_k/D 对于 1<=k<=nx_k=D_k/D 在三维情况下,克莱姆法则的 向量 类似物是

 (AxB)x(CxD)=(A·BxD)C-(A·BxC)D.
(11)

另请参阅

行列式, 线性代数, 矩阵, 方程组, 向量

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参考文献

Cramer, G. "Intr. à l'analyse de lignes courbes algébriques." Geneva, 657-659, 1750.Muir, T. The Theory of Determinants in the Historical Order of Development, Vol. 1. New York: Dover, pp. 11-14, 1960.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

克莱姆法则

引用为

Weisstein, Eric W. “克莱姆法则。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/CramersRule.html

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