เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) และ วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)

เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) คือการเขียนเมตริกซ์ ที่ได้จากระบบสมการเชิงเส้น

โดย ให้ A เป็นเมตริกซ์ของสัมประสิทธ์ตัวแปร และ B เป็นเมตริกซ์ของตัวคงที่

นำเมตริกซ์มาเขียนเรียงต่อกันในรูป A|B

วิธีของเกาส์ (Gauss’ method) คือวิธีการที่ให้ได้รากของระบบสมการโดย

ทำ เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) ที่อยู่ในรูป A|B ใช้การแปลงแถวให้อยู่ใน

รูปเมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix) และทำการแทนค่าเพื่อได้คำตอบของระบบสมการ

                 Gauss’ method

ในบทนี้ อธิบายโจทย์ เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) ,

เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix) และ วิธีของเกาส์ (Gauss’ method) 

อย่างเป็นขั้นตอน

พร้อมวีดีโอ  อธิบายโจทย์ เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix)

วิธีของเกาส์ (Gauss’ method) 

 
 

โจทย์เรื่อง  เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) ,

เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix) และ วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)  

สามารถเปิดโดยการ คลิก ที่แถบแนวนอน เพื่อดูเนื้อหาในแต่ละแถบได้ทันที

 

 

ข้อที่1.โจทย์เรื่องเมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) และวีดีโอ

  ตัวอย่างที่ 1  หา เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) จากสมการต่อไปนี้      
  วีดีโอ 1 โจทย์ เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix)  
     
     
 

                            ระบบสมการเชิงเส้น 2 ตัวแปร 

เขียนให้อยู่ในรูป   เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) ที่อยู่ในรูป A|B ดังนี้

                             เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix)

 
 

                        ระบบสมการเชิงเส้น 2 ตัวแปร

เขียนให้อยู่ในรูป   เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) ที่อยู่ในรูป A|B ดังนี้

                           เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix)

 
 

                   ระบบสมการเชิงเส้น 3 ตัวแปร

เขียนให้อยู่ในรูป   เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix) ที่อยู่ในรูป A|B ดังนี้

                   เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix)

 
     
  ชอบแล้ว เป็นกำลังใจให้เรา อย่าลืมกดปุ่ม ถูกใจ บน FACEBOOK  

ข้อที่2.โจทย์เรื่อง เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix) และวีดีโอ

  ตัวอย่างที่ 2   เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix) มีลักษณะและคุณสมบัติอย่างไร       
  วีดีโอ 2 โจทย์ เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)  
     
     
 

เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)  

นิยาม  ให้ A เป็นเมตริกซ์ใด ๆ มีขนาด m x n

จะเรียกว่า เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix) ถ้ามีคุณสมบัติ

    1.  สมาชิกตัวแรก ในแต่ละแถว ต้องเป็นเลข   0  หรือ  1  เท่านั้น 

    2.  เลข  1 ที่อยู่ในแถวถัดไปต้องอยู่ในหลักถัดไป

    3.  แถวที่มีสมาชิกทุกตัวเป็นศูนย์ มีได้ที่แถวสุดท้ายเท่านั้น

 
 

ตัวอย่าง เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

   เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

 
 

    ไม่เป็น เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

   เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix) 

 
 

  เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

                เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

 

                เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)             

 
 

เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

                             เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

 

                             เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

 

                             เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

 

 
     
  ชอบแล้ว เป็นกำลังใจให้เรา อย่าลืมกดปุ่ม ถูกใจ บน FACEBOOK  

ข้อที่3.หารากระบบสมการ 2 ตัวแปรโดย วิธีของเกาส์ (Gauss’ method) และวีดีโอ

 

ตัวอย่างที่ 3    หารากระบบสมการ โดย วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)

                         ระบบสมการเชิงเส้น 2 ตัวแปร

 
  วีดีโอ 3 หารากระบบสมการ 2 ตัวแปรโดย วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)  
     
     
 

วิธีทำ    

 - เริ่มต้นด้วยการเขียนระบบสมการให้อยู่ในรูป เมตริกซ์แต่งเติม(augmented matrix)

เป็นขั้นตอนดังรูป 

                        Gauss’ method

 อธิบายขั้นตอนการแปลงแถว

        ก่อนอื่นเราต้องรู้จุดมุ่งหมายการทำ ว่าเราต้องการอะไร

        เราต้องการแปลง เมตริกซ์แต่งเติม A|B ให้อยู่ในรูป  I2 | C  

        โดย  I2  เป็นเมตริกซ์เอกลักษณ์ 

                  หารากของสมการโดยใช้วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)

          พูดง่าย ๆ ว่า ทำ เมตริกซ์แต่งเติม  ให้อยู่ในรูป เมตริกซ์เอกลักษณ์  

                             วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)     

 
     
  ชอบแล้ว เป็นกำลังใจให้เรา อย่าลืมกดปุ่ม ถูกใจ บน FACEBOOK  

ข้อที่4. หารากระบบสมการ 3 ตัวแปรโดย วิธีของเกาส์ (Gauss’ method) และวีดีโอ

 

ตัวอย่างที่ 4  หารากระบบสมการ 3 ตัวแปรโดย วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)

                     ระบบสมการเชิงเส้น 3 ตัวแปร          

 
  วีดีโอ 4 หารากระบบสมการ 3 ตัวแปรโดย วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)  
     
     
 

วิธีทำ   

 อธิบายขั้นตอนการแปลงแถว

        ก่อนอื่นเราต้องรู้จุดมุ่งหมายการทำ ว่าเราต้องการอะไร

        เราต้องการแปลง

        เมตริกซ์แต่งเติม A|B ให้ A อยู่ในรูป  เมตริกซ์ขั้นบันได (echelon matrix)

        แล้วนำมาแปลงเป็นสมการ และแก้สมการต่อ ได้ ค่า x,y,z 

  1. แปลงสมการเป็นเมตริกซ์ แต่งเติมก่อน

                             แปลงระบบสมการ เป็น เมตริกซ์แต่งเติม

 มาทำความเข้าใจ กันก่อน

  1 เราต้องการให้  A| B  ต้องทำให้  A อยู่ในรูป เมตริกซ์ขั้นบันได ก่อน

  ดังนั้น เราจะได้

          วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)

  อธิบาย ภาพนี้  

  เขียนอย่างไรก็ เข้าใจยาก ดูในวีดีโอนะครับ อธิบาย ง่าย ๆ น่าจะเข้าใจได้มากกว่า

    จุดมุ่งหมายของการลบคือทำให้อยู่ในรูปเมตริกซ์ ขั้นบันได 

    ตัวที่ 1 ของแถวที่ 2 , 3  ต้องทำให้มีค่าเป็นศูนย์

    ดังนั้น เราจึง นำ แถว 2 - แถว 1 , แถว 3 - แถว 1

    อยากให้ตัวไหนเป็นศูนย์ เอาแถวของตัวที่ต้องการตั้ง - นำแถวอื่นมาลบ

    ได้ A อยู่ในรูป เมตริกซ์ขั้นบันได   

    ขั้นต่อไปแปลง เมตริกซ์เพิ่มเติมเป็นระบบสมการเพื่อหาค่า x,y,z

      วิธีของเกาส์ (Gauss’ method)

       ได้ค่า  x,y,z

                              วิธีของเกาส์ (Gauss’ method) ได้ค่า  x,y,z 

 
     
  ชอบแล้ว เป็นกำลังใจให้เรา อย่าลืมกดปุ่ม ถูกใจ บน FACEBOOK