f(x) جراف لاب 3D (GraphLab) مختبر الرسم البياني ثنائي وثلاثي الأبعاد وحل المصفوفات والتفاضل والتكامل خطوة بخطوة English

حلّال المصفوفات والجبر الخطي بالكسور الدقيقة خطوة بخطوة (مجاناً)

أدخل عناصر المصفوفة (أو الكسور الاعتيادية مباشرة مثل 1/3) واحصل فوراً على سجل عمليات الصفوف الأولية الكامل دون أخطاء تقريب الفاصلة العائمة.

النتيجة الجبرية الدقيقة وسجل عمليات الصفوف خطوة بخطوة
نماذج الجبر الخطي والمصفوفات القياسية المحلولة (18 مسألة مرجعية)
اختزال الصفوف والشكل المدرج
حاسبة الشكل المدرج المختزل (RREF) بطريقة غاوس-جوردان بالكسور الدقيقة خطوة بخطوة

تحويل أي مصفوفة إلى الشكل المدرج المختزل صفياً عبر عمليات الصفوف الأولية بالكسور الاعتيادية المختزلة دون أخطاء تقريب.

3×4 · RREF
حل الأنظمة الخطية Ax = b
حل نظام معادلات خطية (3×3) بطريقة المصفوفة الموسعة خطوة بخطوة

يحل نظاماً خطياً من 3 معادلات في 3 مجاهيل عبر المصفوفة الموسعة [A | b] مع التحقق الآلي من دقة الحل بالتعويض المباشر.

3×3 · SYSTEM
التحليل الشبكي والهندسي (4×4)
حل نظام هندسي متماثل (4×4) لشبكات التوصيل الحراري وقوانين كيرشوف

يحل مصفوفة لابلاس المتماثلة رباعية العقد المستخدمة في توزيع درجات الحرارة وتحليل التيارات الحلقية بالكسور الدقيقة.

4×4 · SYSTEM
الأنظمة ذات الحلول اللانهائية
حل الأنظمة الخطية ذات العدد اللانهائي من الحلول بالصيغة الوسيطية للمتغيرات الحرة

يميز المتغيرات الأساسية والحرة تلقائياً عندما تكون الرتبة أقل من عدد المجاهيل ويكتب الحل العام بدلالة المتجهات الوسيطية.

3×4 · SYSTEM
تشخيص عدم اتساق الأنظمة الخطية
كشف الأنظمة الخطية غير المتسقة وإثبات التناقض وفق مبرهنة روشيه-كابيلي

يوضح خطوة بخطوة كيف يؤدي اختلاف رتبة مصفوفة المعاملات عن المصفوفة الموسعة إلى صف تناقض صريح يثبت استحالة الحل.

3×3 · SYSTEM
المحددات وتغير الحجم الهندسي
حاسبة محدد مصفوفة (3×3) خطوة بخطوة بطريقة المصفوفة المثلثية العلوية

تحسب قيمة المحدد بدقة عبر الاختزال الصفّي إلى مصفوفة مثلثية علوية مع تتبع إشارة تبديل الصفوف ومعامل تمدد الحجم.

3×3 · DET
محددات الرتبة الرابعة (4×4)
حاسبة محدد مصفوفة رباعية (4×4) بالاختزال المحوري السريع خطوة بخطوة

تتجنب فك العوامل المرافقة الـ 24 المرهق عبر تحويل المصفوفة الرباعية بعمليات صفية دقيقة إلى حاصل ضرب القطر الرئيسي.

4×4 · DET
معكوس المصفوفة A⁻¹
حاسبة معكوس المصفوفة A⁻¹ عبر المصفوفة المزدوجة [A | I] بالكسور الدقيقة

تدمج المصفوفة مع مصفوفة الوحدة وتنفذ اختزال غاوس-جوردان الكامل لاستخراج المصفوفة العكسية بالكسور الدقيقة.

3×3 · INVERSE
سوء التكيّف العددي ودقة الكسور
معكوس مصفوفة هيلبرت الشهيرة H₃ — تفوق الحساب الكسري الدقيق على الفاصلة العائمة

يسترجع المعكوس الصحيح التام لمصفوفة هيلبرت الحساسة عددياً مع محددها الدقيق 1/2160 دون أي ضياع ناتج عن التقريب العشري.

3×3 · INVERSE
المصفوفات المنفردة والارتباط الخطي
تحليل المصفوفة المنفردة غير القابلة للعكس وإثبات الارتباط الخطي بين الصفوف

يكشف الارتباط الخطي R₃ = 2R₂ − R₁ أثناء الاختزال الصفي ليثبت أن الرتبة تساوي 2 وأن المعكوس غير موجود.

3×3 · INVERSE
القيم والمتجهات الذاتية
حساب القيم الذاتية وكثيرة الحدود المميزة والمتجهات الذاتية لمصفوفة متماثلة

يحسب كثيرة الحدود المميزة det(A − λI) = 0 ويستخرج القيم الذاتية الحقيقية والمتجهات الذاتية لمصفوفة متماثلة.

3×3 · EIGEN
القيم الذاتية المركبة والدوران الهندسي
القيم الذاتية المركبة المترافقة λ = 3 ± 4i لمصفوفات الدوران والتمدد المستوى

يفسر ظهور القيم الذاتية العقدية المترافقة في مصفوفات الدوران والتمدد وعلاقتها بالبؤر الحلزونية في الأنظمة الديناميكية.

2×2 · EIGEN
سلاسل ماركوف والتوازن الاحتمالي
مصفوفة انتقال ماركوف والقيمة الذاتية المهيمنة λ₁ = 1 وحالة الاستقرار

يحلل مصفوفات الاحتمال الانتقالي حيث تحدد القيمة الذاتية λ₁ = 1 التوزيع المستقر وتقيس |λ₂| سرعة التقارب.

3×3 · EIGEN
الفضاء الصفري وفضاء الأعمدة
حاسبة أساس الفضاء الصفري وفضاء الأعمدة والتحقق من مبرهنة الرتبة والبطلان

يستخرج متجهات الأساس لفضاء الأعمدة والفضاء الصفري مع التحقق المباشر من معادلة rank(A) + nullity(A) = n.

3×4 · SUBSPACES
تفكيك المصفوفات PA = LU
تفكيك المصفوفة المثلثي PA = LU مع الارتكاز الجزئي للصفوف

يفكك المصفوفة إلى مصفوفة تبديل P ومثلثية سفلية واحدية L ومثلثية علوية U لتسريع حل الأنظمة المتعددة.

3×3 · LU
التعامد وتفكيك غرام-شميدت QR
حاسبة التفكيك المتعامد A = QR بخوارزمية غرام-شميدت المعدّلة

يحول أعمدة المصفوفة إلى أساس متعامد ممنظم Q مع مصفوفة مثلثية علوية R لتطبيقات المربعات الصغرى العددية.

3×3 · QR
استيفاء كثيرات الحدود وفاندرموند
نظام مصفوفة فاندرموند (4×4) لإيجاد كثيرة الحدود التكعيبية المارة بأربع نقاط

يستخرج المعاملات الدقيقة للدالة التكعيبية التي تمر بأربع نقاط معطاة عبر حل نظام فاندرموند خطوة بخطوة.

4×4 · SYSTEM
المصفوفات التوافقية ومصفوفة باسكال
مصفوفة باسكال التوافقية المتماثلة (4×4) ذات المحدد الواحدي det(P₄) = 1

مصفوفة معاملات ذات الحدين المتماثلة التي تتميز بتفكيك مثلثي أقطاره تساوي 1 دائماً مهما كبر حجم المصفوفة.

4×4 · LU

الأسئلة العلمية الشائعة والتفسير الرياضي

لماذا يستخدم المحرك الكسور الدقيقة BigInt بدلاً من الأعداد العشرية فقط؟

في المصفوفات الحساسة عددياً مثل مصفوفة هيلبرت H₃، تؤدي الفاصلة العائمة إلى أخطاء متراكمة، بينما يحافظ اختزال القاسم المشترك الأكبر (p/q) على الدقة الجبرية التامة 100%.

كيف يميز الحلّال بين الحل الوحيد والحلول اللانهائية واستحالة الحل؟

يطبق مبرهنة روشيه-كابيلي على الشكل المدرج المختزل للمصفوفة الموسعة [A | b]: إذا ظهر صف أصفار يقابله ثابت غير صفري فالنظام غير متسق، وإذا وجدت أعمدة بدون ارتكاز يكتب الحل الوسيطي بدلالة المتغيرات الحرة.