matlab cramer法则,玩转线性代数(8)第一章第七节_克拉姆法则与秘密武器
地點:學(xué)院大自習(xí)室;人物:小剛,小慧,小明。
討論內(nèi)容:克拉姆法則與用Matlab軟件求行列式。
7.1 克拉姆法則
我:“通過前兩節(jié)的學(xué)習(xí),我們算是徹底掌握了n階行列式的計算,為什么要計算行列式?要不忘初心。其實我們一開始就是想解線性方程組,二、三元線性方程組可以用行列式方法平求解!四元或四元以上的線性方程組到底能不能用行列式來解呢?當時我們曾舉過一個非常簡單的例子,下面再舉一個來驗證一下二、三元線性方程組的解法可否移植到四元線性方程組上?!?/p>
小明:“我來驗證一下?!?/p>
克萊姆在解線性方程組方面做出巨大貢獻,克萊姆(Cramer,Gabriel,瑞士數(shù)學(xué)家 1704-1752),1734年成為幾何學(xué)教授,1750年任哲學(xué)教授。第一次正式引入坐標系的縱軸(Y軸),然后討論曲線變換,為了確定經(jīng)過5個點的一般二次曲線的系數(shù),應(yīng)用了著名的“克萊姆法則”,即由線性方程組的系數(shù)確定方程組解的表達式。
7.2 數(shù)學(xué)軟件Matlab
討論到這里,我們?nèi)硕挤浅5拈_心,感覺自己學(xué)到了很多知識,可以用來解決以后遇到實際問題??墒沁^了一會,小慧提出了一個問題:
“如果有一個線性方程組模型,它的系數(shù)都很大,計算太麻煩,碰到這樣的問題我只能知難而退!”
我:“提的好,李老師在課堂上對這個問題有交待。”
克萊姆法則應(yīng)用于未知數(shù)個數(shù)與方程個數(shù)相等的n*n?的線性方程組,且系數(shù)行列式不能為零,即有唯一解的情況.當n較大時計算量通常很大。因此克萊姆法則的主要意義是在理論上,它明確指出了方程組的解與系數(shù)之間的關(guān)系.幾個世紀前人們生活簡單,線性方程組規(guī)模不大,行列式在解析幾何和其它數(shù)學(xué)分支中起著重要作用。
目前在實際解線性方程組時手動計算的時代已經(jīng)過去了,下面給大家介紹一個計算行列式的密秘武器:數(shù)學(xué)軟件Matlab。
Matlab的使用
首先下載安裝matlab7.0,安裝完畢后打開程序,界面如下
在matlab使用環(huán)境中有個Command Window窗口,在命令提示符>>光標處輸入命令后,再回車鍵即可執(zhí)行命令。
我:“李老師也說,雖然Matlab數(shù)學(xué)軟件把我們從繁重的計算任務(wù)中解脫出來,但是對于行列式的計算原理我們必須得懂,就是雖然我們不手動算了,但是方法要會。”
小慧:“嗯,線性方程組不但有n*n,還有?m*n的情況,解也不并只有唯有解,如果有無窮多解,解應(yīng)如何求?”
“顯然行列式不能回答這些問題,所以我們必須引入新的工具來解決這些問題。”
我:“行列式學(xué)完了,我覺得行列式很美,你們想一想它的排列規(guī)律、它的計算,所以說數(shù)學(xué)是大自然的語言這話沒錯,人類與自然的交流是一個永恒的話題。人類從自然中索取物質(zhì),維持生命,同時又從它身上感悟美感,培養(yǎng)審美能力。大自然為什么給人類以美感呢?因為它蘊含有許多美的要素,如對稱、和諧、奇巧、虛實、變化、新鮮等等。這些要素在我們?nèi)祟惖木癞a(chǎn)品中,如數(shù)學(xué)、小說、戲劇、繪畫、音樂中都可以找到,但只有在數(shù)學(xué)中才會體現(xiàn)得那么淋漓盡致,尤其是在對稱、簡潔和變化上。
小慧:“說的好啊,數(shù)學(xué)是人類智慧的結(jié)晶,只有數(shù)學(xué)才真正體現(xiàn)人之區(qū)別于動物的聰明之處,一張紙、一只筆就可以得到那么多美妙的結(jié)論,公理(事實)加上人腦的邏輯和推理使數(shù)學(xué)無往而不勝!”
總結(jié)
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