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聯立方程式的求解

當線性方程組滿秩 (行列式非零) 時,Cramer 法則給出閉式解,方便比較靜態與符號分析。

Cramer 法則

考慮 \(A\mathbf{x}=\mathbf{b}\),其中 \(A\in\mathbb{R}^{n\times n}\)\(\det(A)\neq 0\)。記 \(A_i(\mathbf{b})\) 為以 \(\mathbf{b}\) 取代 \(A\) 的第 \(i\) 欄所得矩陣,則 $$ x_i \;=\; \frac{\det!\big(A_i(\mathbf{b})\big)}{\det(A)},\qquad i=1,\dots,n. $$

\(2 \times 2\) 範例
$$ \begin{bmatrix} a_{11} & a_{12}\ a_{21} & a_{22} \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_1\ x_2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} b_1\ b_2 \end{bmatrix}, \quad \det(A)=a_{11}a_{22}-a_{12}a_{21}\neq 0. $$

\[ x_1=\frac{\det\!\begin{bmatrix} b_1 & a_{12}\\ b_2 & a_{22}\end{bmatrix}}{\det(A)}, \qquad x_2=\frac{\det\!\begin{bmatrix} a_{11} & b_1\\ a_{21} & b_2\end{bmatrix}}{\det(A)}. \]

經濟應用

  • 局部線性化後的一階條件可寫成 \(A\,d\mathbf{x}=\mathbf{b}\),用 Cramer 法則觀察 \(d\mathbf{x}\) 的符號與參數依賴。
  • 兩市場兩方程的比較靜態、投入產出模型的局部分析。

用 Cramer 法則求解比較靜態

聯立

\[ \begin{cases} 2p+q=10\\\\ -\,p+3q=5 \end{cases} \]
  1. \((p,q)\)
  2. 若常數項向量改為 \((10+\delta,\,5)\),用 Cramer 法則寫出 \(dp/d\delta,\, dq/d\delta\)