秩为n的含n个未知数的n个线性方程的方程组称为克莱姆组。这样的方程组有唯一解,我们可以借助于行列式除法将它表示出来(克莱姆公式)。

基本介绍

克莱姆组是指秩为n的含n个未知数的n个线性方程的方程组。这样的方程组有唯一解,我们可以借助于行列式除法将它表示出来(克莱姆公式)。例如,方程组

当且仅当 时,是克莱姆方程组,在这种情况下,克莱姆公式可写成

除这种情况以外,克菜姆公式虽有理论上的价值,但对数值应用来说并不好用,较为常用的有高斯主元法,或建立在矩阵分解基础上的类似方法,像在数值方程情况中那样,也可用逐次逼近法1。

相关知识线性方程组

叫做含m个未知元n个方程的线性方程组, 是线性方程组中已知的元素,未知量 是线性方程组中需要寻求的元素,满足这个方程组的任何序列( )叫做一个解, 叫做右边,若 ,方程组叫做齐次方程组,齐次方程组至少有一个称为零解的解 。对于任意的 ,将右边用0代替后所得的新方程组叫做与原方程组相伴的齐次方程组。

克莱姆组

定理 假定 就是说方程个数和未知量个数一样多时,下列条件便彼此成立:

(i)矩阵 可逆;

(ii)不论右边为何,方程组(1)至少有一解;

(iii)不论右边为何,方程组(1)至多有一解;

(iv)不论右边为何,方程组(1)有而且只有一解;

(v)

(vi)相伴齐次方程组只有零解。

定义 ,方程组(1)便叫做克莱姆2。

克莱姆公式

让我们首先来考察含两个变量两个线性方程的方程组,它的一般形式为

用代数加法求解它。为此将第1个方程乘以 ,将第2个方程乘以 ,然后将它们相加;再将第1个方程乘以 ,第2个方程乘以 ,同样将它们相加。如果 ,则得公式

式(3)中的分母是相同的,且不难看出, ,即它是方程组(2)的系数行列式。

式(3)中的分子同样可表示为行列式

容易看出,行列式 是以自由项替换行列式 中变量 的系数而得到的,行列式 是以自由项替换行列式 中变量 的系数而得到的,因此式(3)可写成

因而,如果方程组(2)的行列式异于零,则方程组是相容的,而它的解可由式(5)求出,式(5)称为克莱姆公式

定理 如果含有n个变量n个线性方程的方程组的系数行列式不等于零,则这个方程组是确定的,它的唯一解可按下列公式求出: ·

式中 是在方程组的系数行列式 中以自由项替换变量 的系数而得到的行列式3。

本词条内容贡献者为:

胡启洲 - 副教授 - 南京理工大学

克莱姆组

图文简介

秩为n的含n个未知数的n个线性方程的方程组称为克莱姆组。这样的方程组有唯一解,我们可以借助于行列式除法将它表示出来(克莱姆公式)。