Zajmiemy się najpierw przypadkiem, gdy układ ma tyle samo zmiennych co niewiadomych, to znaczy gdy macierz współczynników A jest kwadratowa.
Układ n równań z n niewiadomymi
anXi + ai2x2 + . d2\X\ d* ®22-r2 d* .
• d- alnxn = 6, . + (l2nXn = 62
• d" dnn%n —
anixi + an2x2 + ..
nazywamy układem Cramera ł wtedy i tylko wtedy gdy det A fi 0, gdzie A = [«ij]nxn jest macierzą współczynników tego układu.
Jeśli A = [j4|,...,i4j,...,i4n] jest macierzą współczynników układu, a B jest kolumną wyrazów wolnych to przez oznaczać będziemy macierz
[i4i,____B.....i4„), czyli >!(*) oznacza macierz, która powstała z macierzy
A przez zastąpienie i-tej kolumny, kolumną wyrazów wolnych.
Twierdzenie 1 Układ Cramera ma dokładnie jedno rozwiązanie
(xi, x2,.. . , Xn)
dane wzorami:
det A(n)
det >l(i) det >1(2) £1 = , x2 =
Xn =
det >1 ‘ det>l det>l
Dowód Jeśli zapiszemy układ (2) w postaci macierzowej:
A - X = B
to, ponieważ det >1 fi 0, to możemy równanie wymnożyć lewostronnie przez A~l. Wtedy otrzymujemy:
X = A~l • B
co oznacza, że rozwiązanie istnieje i jest jednoznaczne. Ponieważ:
1
a~' =
D\T
det >1
i AD = [c,j]. gdzie cy = ( —1),+^ det A^j, to mamy: x, = 5^4(0,161 + Ci2b2 d- . . . d- Cinbn) =
<kt.4U l) |
• aei >i |
ilOl + | ||
«11 |
«12 . |
. fr. |
... ai„ | |
1 |
«21 |
«22 • |
• f>2 |
• • • «2n |
det A |
anl |
a,i2 • |
. 6n |
• • • ®nn |
= djbdetj4(0
A'-)
>G. Cranier (170-1-1752) -inatciiiatyk szwajcarski, zajmował się układami równań linio-wych i teorią wyznaczników.
2