
【電】 Kramer's theorem
carat; karat
【化】 carat
【醫】 carat
theorem
【化】 theorem
【醫】 theorem
克拉瑪定理(Cramer's Theorem)是線性代數中的核心定理之一,用于求解包含相同數量方程和未知數的線性方程組。其定義為:若線性方程組$AX=B$的系數矩陣$A$可逆(即行列式$|A| eq0$),則該方程組存在唯一解,且每個未知數$x_i$的解可表示為$x_i=frac{|A_i|}{|A|}$,其中$A_i$是将矩陣$A$的第$i$列替換為常數列$B$後的新矩陣。
該定理的數學表達式為: $$ x_i = frac{det(A_i)}{det(A)} $$ 其中$det(A)$為系數矩陣的行列式。克拉瑪定理的應用場景需滿足兩個前提條件:1)方程組為方陣(方程數與未知數數量相等);2)系數矩陣行列式非零。
在實際工程計算中,該定理因計算複雜度高(時間複雜度為$O(n!)$)而受限,常用于理論證明和小型方程組($nleq3$)的求解。在統計學領域,其衍生形式可用于計算多元正态分布的條件協方差。
來源參考:
克拉默法則(Cramer's Rule,也譯作克拉瑪定理或克萊姆法則)是線性代數中用于求解線性方程組的重要定理,適用于變量數與方程數相等且系數行列式非零的情況。以下是詳細解釋:
當線性方程組的系數矩陣為方陣(即方程數與未知數數量相等),且其行列式不等于零時,方程組存在唯一解。解的每個未知數可表示為兩個行列式的比值:
數學表達式為: $$ x_i = frac{D_i}{D} $$ 例如,對于方程組 ( AX = B ),若 ( D eq 0 ),則解為 ( x_i = D_i/D ),其中 ( D_i ) 是第 ( i ) 列被常數項替換後的行列式。
該定理由瑞士數學家加布裡埃爾·克萊姆(Gabriel Cramer)在1750年系統闡述,但萊布尼茨(1693年)和馬克勞林(1748年)更早已知曉相關内容。克萊姆的貢獻在于将其表述清晰化,推動了線性代數理論的發展。
考慮方程組: $$ begin{cases} a_1x + b_1y = c_1 a_2x + b_2y = c_2 end{cases} $$ 系數行列式 ( D = begin{vmatrix}a_1 & b_1a_2 & b_2end{vmatrix} ),則解為: $$ x = frac{begin{vmatrix}c_1 & b_1c_2 & b_2end{vmatrix}}{D}, quad y = frac{begin{vmatrix}a_1 & c_1a_2 & c_2end{vmatrix}}{D} $$
克拉默法則為線性方程組的求解提供了理論依據,但在實際計算中需權衡效率。建議結合教材或權威資源(如《線性代數》教科書)進一步理解行列式計算和矩陣性質的應用。
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