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克萊姆法則


給定一組線性方程

 {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)

考慮 行列式

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

現在將 D 乘以 x,並使用 行列式 的性質,即乘以一個常數等價於將單列中的每個條目乘以該常數,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 的另一個性質使我們能夠將任意列的常數倍加到任何列並獲得相同的 行列式,因此將 y 乘以第 2 列,將 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,則 (4) 簡化為 xD=0,因此係統只有在 D=0 的情況下才具有非退化解(即,除 (0, 0, 0) 之外的解)(在這種情況下,存在一系列解)。如果 d!=0D=0,則系統沒有唯一解。相反,如果 d!=0D!=0,則解由下式給出

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

同樣適用於

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)

此過程可以推廣到一組 n 方程,因此,給定一個 n 線性方程組

 [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,則非退化解僅在 D=0 的情況下存在。如果 d!=0D=0,則系統沒有唯一解。否則,計算

 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)

然後 x_k=D_k/D 對於 1<=k<=nx_k=D_k/D 在三維情況下,克萊姆法則的 向量 類似物是

 (AxB)x(CxD)=(A·BxD)C-(A·BxC)D.
(11)

另請參閱

行列式, 線性代數, 矩陣, 方程組, 向量

使用 探索

參考文獻

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 中被引用

克萊姆法則

引用為

Weisstein, Eric W. “克萊姆法則。” 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/CramersRule.html

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