Cho ví dụ về một phương trình có thể dùng để giải hệ phương trình tuyến tính
Hãy giải hệ phương trình tuyến tính sau đây bằng phương pháp đưa về ma trận:

\begin{cases} 2x + 3y + z = 1 \\ x - 2y + 3z = -3 \\ 3x - y + 2z = 0 \end{cases}

Để giải hệ phương trình, ta cần chuyển các phương trình về dạng:

$$ax + by + cz = d$$

Sau đó, ta sẽ đặt các hệ số $a, b, c$ vào một ma trận $A$, đặt các giá trị $d$ vào một vector $B$ và giải hệ phương trình $AX=B$.

Đưa các phương trình về dạng chuẩn ta được:

\begin{pmatrix} 2 & 3 & 1 \\ 1 & -2 & 3 \\ 3 & -1 & 2 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} x \\ y \\ z \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 \\ -3 \\ 0 \end{pmatrix}

Ta có thể giải hệ phương trình bằng phương pháp khử Gauss hoặc bằng cách tìm ma trận nghịch đảo của ma trận $A$ và nhân nó với vector $B$. Ta sẽ thực hiện cách thứ hai ở đây.

Đầu tiên, ta tìm ma trận nghịch đảo của ma trận $A$:

$$A^{-1} = \frac{1}{|\text{det}(A)|} \begin{pmatrix} \text{adj}(A) \end{pmatrix}^T$$

Trong đó $|\text{det}(A)|$ là định thức của $A$ và $\text{adj}(A)$ là ma trận chuyển vị của ma trận các phần tử là các đại số phụ của $A$. Ta được:

$$|\text{det}(A)| = \begin{vmatrix} 2 & 3 & 1 \\ 1 & -2 & 3 \\ 3 & -1 & 2 \end{vmatrix} = -27$$

$$\text{adj}(A) = \begin{pmatrix} -11 & -1 & 7 \\ -8 & 4 & 6 \\ 7 & 5 & -5 \end{pmatrix}$$

Do đó,

$$A^{-1} = \begin{pmatrix} \frac{11}{27} & \frac{8}{27} & -\frac{7}{27} \\ \frac{1}{27} & \frac{4}{27} & \frac{5}{27} \\ -\frac{7}{27} & \frac{6}{27} & -\frac{5}{27} \end{pmatrix}$$

Tiếp theo, ta tính vector giải $X$ bằng cách nhân ma trận nghịch đảo $A^{-1}$ với vector $B$:

$$X = A^{-1} B = \begin{pmatrix} \frac{11}{27} & \frac{8}{27} & -\frac{7}{27} \\ \frac{1}{27} & \frac{4}{27} & \frac{5}{27} \\ -\frac{7}{27} & \frac{6}{27} & -\frac{5}{27} \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} 1 \\ -3 \\ 0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} \frac{2}{9} \\ -\frac{1}{9} \\ \frac{4}{9} \end{pmatrix}$$

Vậy phương trình có thể dùng để giải hệ phương trình tuyến tính trên là:

$$\begin{pmatrix} 2 & 3 & 1 \\ 1 & -2 & 3 \\ 3 & -1 & 2 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} x \\ y \\ z \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 \\ -3 \\ 0 \end{pmatrix}$$

hoặc

$$\begin{cases} 2x + 3y + z = 1 \\ x - 2y + 3z = -3 \\ 3x - y + 2z = 0 \end{cases}$$

Câu trả lời là phương trình tuyến tính:

$$\begin{pmatrix} 2 & 3 & 1 \\ 1 & -2 & 3 \\ 3 & -1 & 2 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} x \\ y \\ z \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 \\ -3 \\ 0 \end{pmatrix}$$<|end_of_text|>