克拉默法则讲解 克拉默法则通俗易懂 克拉默法则百度百科

克拉默法则通俗易懂在解线性方程组时,克拉默法则是一种非常实用的数学工具。它通过行列式来求解方程组的解,尤其适用于系数矩阵为方阵且行列式不为零的情况。虽然听起来有点复杂,但其实只要领会了基本原理,就能轻松掌握。

一、什么是克拉默法则?

克拉默法则(Cramer’s Rule)是用于求解线性方程组的一种技巧,适用于含有n个未知数和n个方程的体系。它的核心想法是:利用行列式来计算每个未知数的值。

二、适用条件

– 方程组必须一个n元一次方程组;

– 系数矩阵的行列式不等于零(即矩阵可逆);

– 每个未知数都对应一个特定的行列式。

三、公式介绍

对于一个线性方程组:

$$

\begincases}

a_11}x_1 + a_12}x_2 + \cdots + a_1n}x_n = b_1 \\

a_21}x_1 + a_22}x_2 + \cdots + a_2n}x_n = b_2 \\

\vdots \\

a_n1}x_1 + a_n2}x_2 + \cdots + a_nn}x_n = b_n

\endcases}

$$

其中,系数矩阵为 $ A = [a_ij}] $,常数项为 $ b = [b_1, b_2, …, b_n]^T $。

设 $ D = A $ 为系数矩阵的行列式,若 $ D \neq 0 $,则第 $ i $ 个未知数 $ x_i $ 的解为:

$$

x_i = \fracD_i}D}

$$

其中,$ D_i $ 是将矩阵 $ A $ 的第 $ i $ 列替换为常数项 $ b $ 后得到的行列式。

四、简单例子说明

假设有一个方程组:

$$

\begincases}

2x + y = 5 \\

x – 3y = -2

\endcases}

$$

系数矩阵为:

$$

A = \beginbmatrix}

2 & 1 \\

1 & -3

\endbmatrix}

$$

常数项为:

$$

b = \beginbmatrix}

5 \\

-2

\endbmatrix}

$$

计算行列式:

$$

D = A = (2)(-3) – (1)(1) = -6 – 1 = -7

$$

计算 $ D_1 $(替换第一列为常数项):

$$

D_1 = \beginvmatrix}

5 & 1 \\

-2 & -3

\endvmatrix} = (5)(-3) – (1)(-2) = -15 + 2 = -13

$$

计算 $ D_2 $(替换第二列为常数项):

$$

D_2 = \beginvmatrix}

2 & 5 \\

1 & -2

\endvmatrix} = (2)(-2) – (5)(1) = -4 – 5 = -9

$$

因此:

$$

x = \fracD_1}D} = \frac-13}-7} = \frac13}7}, \quad y = \fracD_2}D} = \frac-9}-7} = \frac9}7}

$$

五、拓展资料与对比

项目 内容
定义 克拉默法则是一种通过行列式求解线性方程组的技巧
适用条件 方程组为n元一次;系数矩阵行列式不为0
解法步骤 1. 计算系数矩阵行列式D;
2. 替换每列得Di;
3. 计算xi = Di/D
优点 直观清晰,适合小规模方程组
缺点 对于大规模方程组效率低,计算量大

六、拓展资料

克拉默法则虽然听起来有些抽象,但实际上它是一种逻辑清晰、易于领会的解方程技巧。只要掌握了行列式的计算方式,就可以快速应用到实际难题中。对于小规模的线性方程组,它一个非常实用的工具。