LA 101
M03 · L02
الوحدة 3: الأنظمة

الحذف الغاوسي

خوارزمية الحل الأساسية للأنظمة الخطية. ابدأ بـ[A|b]، طبّق ثلاث عمليات بسيطة على الصفوف، واقرأ الإجابة مباشرةً.

01 / 11
LA 101
M03 · L02
العمليات الثلاث

عمليات الصفوف الأولية

ثلاث حركات فقط مسموحة — ولا واحدة منها تغيّر مجموعة الحلول:

  • تبديل صفّين: Rᵢ ↔ Rⱼ
  • ضرب صف في ثابت c ≠ 0: cRᵢ → Rᵢ
  • إضافة مضاعف صف إلى آخر: Rᵢ + cRⱼ → Rᵢ
02 / 11
LA 101
M03 · L02
الصورة المستهدفة

الصورة الدرجية للصفوف

الصورة الدرجية للصفوف
\left[\begin{array}{ccc|c}2&1&-1&8\\0&3&2&7\\0&0&5&-5\end{array}\right]

شكل مثلثي علوي متدرّج. كل محور يقع يميناً عن المحور الذي يعلوه. الأصفار تملأ الجزء الأسفل الأيسر.

03 / 11
LA 101
M03 · L02
المعيار الذهبي

الصورة الدرجية المختزلة

الصورة الدرجية المختزلة للصفوف
\left[\begin{array}{ccc|c}1&0&0&2\\0&1&0&3\\0&0&1&-1\end{array}\right]

المحاور تساوي 1. الأصفار فوق وتحت كل محور. الحل يُقرأ مباشرةً: x₁ = 2، x₂ = 3، x₃ = −1.

04 / 11
LA 101
M03 · L02
الخوارزمية

خطوةً خطوة

  • 1. اكتب المصفوفة المعززة [A|b]
  • 2. ابحث عن أقصى عمود غير صفري (عمود المحور)
  • 3. بدّل الصفوف لوضع عنصر غير صفري في الأعلى
  • 4. احذف العناصر أسفل المحور باستخدام الجمع
  • 5. كرّر للمصفوفة الفرعية الأسفل والأيمن
  • 6. التعويض العكسي (أو استمر للصورة المختزلة)
05 / 11
LA 101
M03 · L02
مثال عملي

الحذف في العمل

النظام: 2x₁ + x₂ − x₃ = 8، −3x₁ − x₂ + 2x₃ = −11، −2x₁ + x₂ + 2x₃ = −3

المحور الأول
احذف x₁ من الصفين 2 و3 باستخدام R₂ + (3/2)R₁ و R₃ + R₁
06 / 11
LA 101
M03 · L02
قراءة الإجابة

التعويض العكسي

بعد الوصول إلى الصورة الدرجية REF، اعمل صعوداً بدءاً من المعادلة الأخيرة:

  • الصف الأخير يعطي x₃ مباشرةً
  • عوّض x₃ في الصف الثاني لإيجاد x₂
  • عوّض كليهما في الصف الأول لإيجاد x₁
07 / 11
LA 101
M03 · L02
الاستقرار العددي

الإزاحة الجزئية

حين يكون عنصر المحور صفراً أو صغيراً جداً، بدّل الصفوف لإحضار العنصر الأكبر قيمةً مطلقةً إلى موضع المحور.

لماذا يهم
القسمة على عنصر صغير يُضخّم أخطاء التقريب. الإزاحة الجزئية تحافظ على استقرار الأعداد في الحسابات العائمة.
08 / 11
LA 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

أربعة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

09 / 11
LA 101
الخلاصة الرئيسية
ملخص

الخلاصة الرئيسية

  • ثلاث عمليات صفوف تحافظ على مجموعة الحلول
  • الصورة الدرجية: شكل مثلثي علوي مع محاور
  • الصورة المختزلة: محاور = 1، أصفار في كل مكان آخر
  • التعويض العكسي يقرأ الحل من الصورة الدرجية
  • الإزاحة الجزئية تضمن الاستقرار العددي
10 / 11
LA 101
القادم
القادم

M3-L3: أنواع الحلول

الحذف الغاوسي لا يكشف الإجابة فحسب — بل يكشف أيضاً متى لا توجد إجابة أو متى توجد إجابات لا نهائية. القادم: المتغيرات الحرة والحلول الوسيطية والصلة بالرتبة.

الدرس القادم
11 / 11