* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
§
23-15]
Матричные
методы
665
l
Матричные операции образуют аппарат, необходимый для решения систем линейных уравнений. 23-15 в. Обращение матрицы (транспони рование). Если в уравнении (23-89) требуется выразить члены χ через у, то результат можно поручить, переписав уравнение (23-89) следую щим образом:
X X
i
где Δ = I ζ I и Ajf — минор Δ относительно элемента jk. Меняя взаимно местами строки и столбцы, получим:
Au Δ A A
1 2
Δ ι
9
Aai Δ A
3 9
Δ A
s s
Δ
1 3
Δ
Δ Aj
3
у,
(23-96;
OU U
ii i2
-ι
az
xz
У1
2
=
χ =
- 1
Os O O
i 2a
X
OOO
zi zs
zz
Уг Уг
(23-92) и окончательный
Δ
Δ
Δ
Δ
результат
Δη A
2 1
будет:
U
или
а'
1
A I
3
X
у.
t,
1
Δ A
s s
Δ A A
3 2
Матрица а называется матрицей, обратной я. Обратная матрица может быть получена толь ко для квадратных матриц (число строк равно числу столбцов), удовлетворяющих следующему условию: величина определителя, образован ного из коэффициентов матрицы, не должна быть равна нулю. Обратная матрица получается следующим образом: 1. З а м е н и т ь в определителе Ial, образован ном из соответствующих коэффициентов ма трицы а, каждый элемент на его минор. Минор элемента aJf е с т ь определитель, образованный путем вычеркивания /-й строки и /г-го столбца. 2. Р а з д е л и т ь каждый минор на определи тель \а\. 3. Поменять места ми строки и столбцы. В качестве при мер а расе мотри м матр ичное уравнение ζ , полученное из уравнений контурных токов в цепи, и = zi. Чтобы полу чить решение д л я токов, выраженное через на пряжения, д о л ж н о быть решено матричное урав нение i = ζ U . Обращение матрицы ζ д л я трехконтурной цепи получается следующим обра зом:
t 1
is h
=
A
1 3
Δ Ai
3
Λ Ag
3
Δ
3 3
X
U
2
(23-97)
Λ
Δ"
Δ
th
Заметим, что матрицы полного сопротивления л полной проводимости данной цепи я в л я ю т с я обратными.
_ J — ' UUU
1
— f — ' OUU
Ί
Контур 1
Ч
[к
γ Контур
4
A
R
u
ί
5
*2 *-3 ^ L R Р и с . 23-39. Схема κ у р а в н е н и ю (23-98).
На рис. 23-39 показан четырехполюсник, а уравнение (23-98) определяет соответствующую матрицу полного сопротивления:
Z\\Zi Z\
a
№\ + Rs + /?·) + s + U) + S/s) [Я* TSIs]
j
=
Z
(23-93)
ZnZ Z
3s sz
.(23-98)
После выполнения п п . 1 и 2 зультате:
Zs Z ^
s s
получим в ре
ZZ Z Z ·,
si ss 3i 3
|~№ + Λι +
RB) + s (L + U) + £-]
a
=21*23
ZZ
32
zz
1*1
\z\ ZZ
ii zi iz
Единичная матрица К определяется к а к квад ратная матрица с диагональными элементами, равными единице, и всеми другими элементами матрицы, равными н у л ю . Н а п р и м е р , единичная матрица четвертого порядка будет: (23-94) IOOO OlOO 0 0 10 0 0 0 1
ZZ \z\ ZZ ZZ
i2 22 iz
zz
ZiiZ Z \Z
Z
is
AS
(23-99)
sz
ZZ ZZ
ii si
ib
ZZ
ii 2i
is
sz
ZZ
22
\ζ\ или
Ai Δ A
2 1 1
A Δ A
1 2
Δ и Δ A A
2 8
Произведение матрицы па ее обратную матрицу равно единичной матрице. 23-15 г. Сложение и вычитание матриц. Матрицы складываются и вычитаются путем сложения и вычитания соответствующих коэф фициентов. Напри мер : (23-95) bb (а Jz Ьц)(ац ± {a i ± b )(a ±
aa
2 9
Δ A
3 1
Δ
Δ
8 8
а а Osia
и
1 3
^iA I
s
ai 2Si
и
Δ
Δ
Δ
S
2i
22
b) b)
is aa
(23-100)