YUQORI DARAJALI ALGEBRAIK TENGLAMALAR SISTEMALARINI GRYOBNER BAZISLARI YORDAMIDA YECHISH.
YUQORI DARAJALI ALGEBRAIK TENGLAMALAR SISTEMALARINI GRYOBNER BAZISLARI YORDAMIDA YECHISH. MUNDARIJA : KIRISH 1. CHIZIQLI TENGLAMALAR SISTEMALARI 1.1. Chiziqli tenglamalar sistemasi va ularni yechish usullari 1.2. Bir jinsli tenglamalar sistemasi 2. KO’PHADLAR XALQASI 2.1. Ko’phadlar haqida tushuncha 2.2. Ko’p o’zgaruvchili ko’phadlar 2.3. Simmetrik ko’phadlar 3. YUQORI DARAJALI ALGEBRAIK TENGLAMALASISTEMALARINI GRYOBNER BAZISLARI YORDAMIDA YECHISH. 3.1. Ideal tushunchasi. Sistemaning ideali 3.2. Gryoner bazisning ta’rifi 3.3. Gryobner bazisning tadbiqlari XULOSA FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YHATI
KIRISH
1. CHIZIQLI TENGLAMALAR SISTEMALARI 1.1. Chiziqli tenglamalar sistemasi va ularni yechish usullari Bizga m ta tenglamadan iborat n ta noma’lumli chiziqli tenglamalar sistemasi berilgan bo‘lsin { a11x1+a12x2+...+a1nxn= b1 a21x1+a22x2+...+a2n=b2 … … … … … … … … … … … … … … am1x1+am2x2+...+amn xn= bm (1) bu yerda, x 1 , x 2 , … .. , x n noma’lumlar. Tenglamalar birinchi Ikkinchi va hokazo m -tenglama deb nomerlab chiqilgan deb hisoblaymiz. Noma’lumlar oldidagi koeffitsientlarni m ta satr va n ta ustundan iborat matritsa ko‘rinishida yozish mumkin: A= ( a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a m 1 a m 2 … a mn ) (2) Ushbu matritsa chiziqli tenglamalar sistemasining asosiy matritsasi deyiladi. Quyidagi ~A matritsa esa chiziqli tenglamalar sistemasining kengaytirilgan matritsasi deyiladi: ~A= ( a11 a12 … a1n b1 a21 a22 … a2n b2 … … … . … … am1 am2 … amn bm ) (3) Agar (1) sistemada m = n bo‘lsa, u holda ushbu sistema n - tartibli sistema deyiladi. Ta’rif. Yechimga ega bo‘lgan chiziqli tenglamalar sistemasi birgalikda deyiladi. Yagona yechimga ega bo‘lgan sistema aniq sistema, bittadan ortiq yechimga ega bo‘lgan sistema aniqmas sistema deyiladi. (1) sistemani qulaylik uchun qisqacha ∑ k = 1n a ik x k = b i , ( 1 , m ) yig‘indilar ko‘rinishida yozish mumkin. Kvadrat matritsaning bosh diagonaldan pastda turgan barcha elementlari nollardan iborat bo‘lsa, bunday matritsaga uchburchak ko‘rinishidagi matritsa deyiladi, ya’ni ( a11 a12 … a1n 0 a22 … a2n … … … … 0 0 … amn ) Chiziqli tenglamalar sistemasini yechishning Kramer usuli.
Chiziqli tenglamalar sistemasini yechishning Kramer usuli sistemadagi tenglamalar soni noma’lumlar soniga teng bo‘lgan hol uchun o‘rinli bo‘ladi. { a11x1+a12x2+...+a1nxn= b1 a21x1+a22x2+...+a2n=b2 … … … … … … … … … … … … … … an1x1+an2x2+...+annxn= bn (4) ko‘rinishdagi tenglamalar sistemalarini qaraymiz. Tenglamalar sistemasi koeffitsientlaridan tuzilgan matritsa determinantini d harfi bilan belgilaylik: d= | a 11 … a 1 j a 21 … a 2 j … … … … a 1 n … a 2 n … … a n 1 … a nj … a nn | determinantni satr yoki ustun bo‘yicha yoyish xossalaridan quyidagilarga ega bo‘lamiz: d= a1jA1j +a2jA2j +…….+ a1jAnj (5) Bundan tashqari a1iA1j + a2iA2j… … … + a1jAnj i ≠ j . (6) Ya’ni, determinantning birorta ustunidagi hamma elementlarini boshqa ustunning algebraik to‘ldiruvchilariga ko‘paytmalari yig‘indisi nolga teng. Agar (5)da yoyilmada j- ustunning elementlarini ixtiyoriy n ta sonlar sistemasi b1,b2,… ..,bn bilan almashtirsak, hosil bo‘ladigan b 1 A 1 j + b 2 A 2 j +…….+ b n A nj (7) ifoda d determinantning j -ustunini shu sonlar bilan almashtirish natijasida hosil bo‘ladigan ushbu dj = | a 11 … a 1 j a 21 … a 2 j … … … … a 1 n … a 2 n … … a n 1 … a nj … a nn | determinantning j -ustun bo‘yicha yoyilmasi bo‘ladi. 1.1.-teorema. Agar (4) sistemaning determinanti d noldan farqli bo‘lsa, u holda bu sistema yagona yechimga ega bo‘lib, uning ko‘rinishi quyidagicha bo‘ladi: x1 = d1 d , x1 = d 2 d ,…….., x1 = d n d (7) Isbot. Aytalylik, d ≠ 0 bo‘lsin. { a 11 x 1 + a 12 x 2 + ... + a 1 n x n = b 1 a 21 x 1 + a 22 x 2 + ... + a 2 n x n = b 2 … … … … … … … … … … … … … … a n 1 x 1 + a n 2 x 2 + ... + a nn x n = b n sistemadagi birinchi tenglamaning ikkala tomonini A 1 j ga, ya’ni a 1 j elementning algebraik to‘ldiruvchisiga ko‘paytiramiz. Ikkinchi tenglamaning ikkala tomonini
A 2 j ga va hokazo, oxirgi tenglamani A nj ga ko‘paytiramiz. Bu tengliklarning chap va o‘ng tomonlarini alohida-alohida qo‘shib, quyidagi tenglikka kelamiz: ¿¿ + a 21 A 2 j +…….+ a n 1 A nj ¿ x 1 + … … .. + ¿ ¿ + a 2 j A 2 j +…….+ a nj A nj ¿ x j + …………+ ¿ ¿ + a 2 n A 2 j +…….+ a nn A nj ¿ x n = ¿¿ + b 2 A 2 j +…….+ b n A nj Yuqorida qayd qilingan (5), (6) va (7) munosabatlardan, ushbu tenglikda xj oldidagi koeffitsient d ga, qolgan koeffitsientlarning barchasi nolga teng ekanligini, ozod had esa d j determinantga teng bo‘lishini hosil qilamiz. Demak, yuqoridagi tenglik quyidagi ko‘rinishga keladi: dxj= dj , 1 ≤ j ≤ n . d ≠ 0 bo‘lganligi uchun, x j = d j d , 1 ≤ j ≤ n .kelib chiqadi. Endi α1 = d j d , α 2 = d 2 d , … , α n = d n d sonlar haqiqatdan ham (4) tenglamalar sistemasini qanoatlantirishini ko‘rsatamiz. Buning uchun sistemaning i -tenglamasiga α 1 , α 2 , … , α n noma’lumlarning qiymatlarini qo‘yamiz. i -tenglamaning chap tomonini ∑ j = 1n a ij x j ko‘rinishda yozish mumkinligi va d j = ∑ j = 1n b k A ij b o‘lganligi uchun: ∑ j = 1n a ij d j d = 1 d ∑ j = 1n a ij ( ∑ k = 1n b k A kj ) = 1 d ∑ j = 1n b k ( ∑ j = 1n a ij A kj ) Bu almashtirishlarga 1 d soni barcha qo‘shiluvchilarda umumiy ko‘paytuvchi bo‘lib kelganligi uchun uni yig‘indi tashqarisiga chiqarishimiz mumkin. Bundan tashqari, qo‘shish tartibi o‘zgartirilgandan so‘ng, bk ko‘paytuvchi ichki yig‘indi belgisi tashqarisiga chiqarildi, chunki u ichki yig‘indi indeksi j ga bog‘liq emas. Ma`lumki, ∑ j = 1n a ij A kj = ai1Ak1 + ai1Akj +…….+ a¿Akn bo‘lganda d ga, qolgan barcha k larda esa 0 ga teng. Shunday qilib, k bo‘yicha tashqi yig‘indida faqat bitta qo‘shiluvchi qoladi va u bi d ga teng bo‘ladi, ya’ni ∑ j = 1n a ij d j d = 1 d b i d = b i Bundan α,α2, α n , sonlar haqiqatdan ham (4) tenglamalar sistemasi uchun yechim bo‘lishi kelib chiqadi. Chiziqli tenglamalar sistemasini yechishning ushbu usuliga Kramer usuli deyiladi. Demak, Kramer usuli determinanti noldan farqli bo‘lgan n ta noma’lumli n ta tenglamadan iborat chiziqli tenglamalar sistemasini yechimini topish imkonini beradi. Sistema determinanti nolga teng bo‘lgan hollarda Kramer usulini qo‘llash maqsadga muvofiq emas. Chunki bu holatda tenglamalar sistemasi yoki yechimga ega emas yoki cheksiz ko‘p yechimga ega bo‘ladi. 1.1 Chiziqli tenglamalar sistemasini yechishning Gauss usuli. Bizga bir hil tartibli ikkita chiziqli tenglamalar sistemasi berilgan bo‘lsin .