<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vestifm</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physics and Mathematics Series</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1561-2430</issn><issn pub-type="epub">2524-2415</issn><publisher><publisher-name>The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.29235/1561-2430-2018-54-2-164-178</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vestifm-315</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕМАТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATHEMATICS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>О ЦЕЛОМ ПОЛОЖИТЕЛЬНОМ РЕШЕНИИ МАТРИЧНОГО УРАВНЕНИЯ Xn = A  ДЛЯ МАТРИЦ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА В СЛУЧАЕ НАТУРАЛЬНЫХ n</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>POSITIVE INTEGER SOLUTION OF THE MATRIX EQUATION Xn = A FOR THIRD-ORDER MATRICES IN THE CASE OF POSITIVE INTEGERS n</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Якуто</surname><given-names>К. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Yakuto</surname><given-names>K. L.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Якуто Константин Леонидович – магистр физико-математических наук, аспирант.</p><p>пр. Московский, 33, 210038, г. Витебск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Konstantin L. Yakuto – Master of Physics and Mathematics, Postgraduate Student.</p><p>33, Moskovskiy Ave., 210038, Vitebsk.</p></bio><email xlink:type="simple">k.yakuto@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Витебский государственный университет им. П. М. Машерова.</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Vitebsk State University named after P. M. Masherov.</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>06</month><year>2018</year></pub-date><volume>54</volume><issue>2</issue><fpage>164</fpage><lpage>178</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Якуто К.Л., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Якуто К.Л.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Yakuto K.L.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://vestifm.belnauka.by/jour/article/view/315">https://vestifm.belnauka.by/jour/article/view/315</self-uri><abstract><p>Цель данной работы – исследовать возможность использования аналитических методов для нахождения целых положительных решений нелинейных матричных уравнений вида Xn = A, где А, X – матрицы третьего порядка, n – натуральное число. Элементы исходной матрицы А являются целыми положительными числами. Решаемое уравнение записывалось в виде системы, состоящей из девяти нелинейных уравнений, которая затем решалась аналитическими методами. Предложенная методика решения поставленной задачи предполагает нахождение внедиагональных элементов в общем случае для каждой возможной комбинации диагональных элементов матрицы Х (если необходимо найти матрицу-корень Х, диагональные элементы которой не являются нулевыми). Задача решалась в два этапа. Первый предусматривал нахождение произведений пар, симметричных относительно главной диагонали элементов. На втором этапе для каждой пары внедиагональных элементов матрицы Х составлялась система уравнений, которая включала в себя два соответствующих уравнения для внедиагональных элементов исходной матрицы и уравнение, представляющее собой произведение вычисляемых элементов матрицы Х. Решая полученные таким образом системы для всех трех пар внедиагональных элементов матрицы Х, можно найти последние. Если все рассчитанные внедиагональные элементы представляют собой натуральные числа, то исходная матрица А имеет натуральную матрицу-корень Х. В ходе проведенного исследования соблюдался принцип от простого к сложному, от частного к общему. В связи с этим в данной статье представлена лишь часть полученных результатов: рассматриваются только решения вида Было показано, что для решения задачи по нахождению целых положительных решений матричного уравнения Xn = A для матриц третьего порядка в случае натуральных n можно использовать аналитические методы. Методику, представленную в статье, можно применять и для нахождения натуральных корней матриц третьего порядка и при больших n.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The problem of the positive integer solution of the equation Xn = A for different-order matrices is important to solve a large range of problems related to the modeling of economic and social processes. The need to solve similar problems also arises in areas such as management theory, dynamic programming technique for solving some differential equations.  In this connection, it is interesting to question the existence of positive and positive integer solutions of the nonlinear equations of the form Xn = A for different-order matrices in the case of the positive integer n. The purpose of this work is to explore the possibility of using analytical methods to obtain positive integer solutions of nonlinear matrix equations of the form Xn = A where A, X are the third-order matrices, n is the positive integer. Elements of the original matrix A are integer and positive numbers. The present study found that when the root of the nth degree of the third-order matrix will have zero diagonal elements and nonzero and positive off-diagonal elements, the root of the nth degree of the third-order matrix will have two zero diagonal elements and nonzero positive off-diagonal elements. It was shown that to solve the problem of finding positive integer solutions of the matrix equation for third-order matrices in the case of the positive integer n, the analytical techniques can be used. The article presents the formulas that allow one to find the roots of positive integer matrices for n = 3,…,5. However, the methodology described in the article can be adopted to find the natural roots of the third-order matrices for large n. </p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>нелинейное матричное уравнение</kwd><kwd>аналитические методы</kwd><kwd>система нелинейных алгебраических уравнений</kwd><kwd>натуральные корни уравнения</kwd><kwd>диагональные элементы матрицы</kwd><kwd>внедиагональные элементы матрицы</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>nonlinear matrix equation</kwd><kwd>analytical methods</kwd><kwd>nonlinear algebraic equations system</kwd><kwd>natural roots</kwd><kwd>matrix diagonal elements</kwd><kwd>matrix off-diagonal elements</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буснюк, Н. Н. Математическое моделирование / Н. Н. Буснюк, А. А. Черняк. – Минск: Беларусь, 2014. – 214 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Busnuck N. N., Chernyak A. A. Mathematical modeling. Minsk, Belarus Publ., 2014. 214 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Higham, N. J. Newton’s method for the matrix square root / N. J. Higham // Math. Computation. – 1986. – Vol. 46, № 174. – P. 537–549. https://doi.org/10.1090/s0025-5718-1986-0829624-5</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Higham N. J. Newton’s method for the matrix square root. Mathematics of Computation, 1986, vol. 46, no. 174, pp. 537–549. https://doi.org/10.1090/s0025-5718-1986-0829624-5</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bjorck, A. A Schur method for the square root of a matrix / A. Bjorck, S. Hammarling // Linear Algebra and its Applications. – 1983. – Vol. 52/53. – P. 127–140. https://doi.org/10.1016/0024-3795(83)80010-x</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bjorck A., Hammarling S. A Schur method for the square root of a matrix. Linear Algebra and its Applications, 1983, vol. 52–53, pp. 127–140. https://doi.org/10.1016/0024-3795(83)80010-x</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гантмахер, Ф. Р. Теория матриц / Ф. Р. Гантмахер. – М.: Физматлит, 2004. – 560 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gantmakher F. R. Theory of Matrix. Moscow, Fizmatlit Publ., 2004. 560 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Якуто, К. Л. Функции от матриц / К. Л. Якуто // Наука – образованию, производству, экономике: материалы XXI (68) Регион. науч.-практ. конф. преподавателей, научных сотрудников и аспирантов, Витебск, 11–12 февр. 2016 г.: в 2 т. / Витеб. гос. ун-т; редкол.: И. М. Прищепа [и др.]. – Витебск, 2016. – Т. 1. – С. 36–38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yakuto K. L. Matrix functions. Materialy XXI (68) Regional'noi nauchno-prakticheskoi konferentsii prepodavatelei, nauchnykh sotrudnikov i aspirantov “Nauka – obrazovaniyu, proizvodstvu, ekonomike”. T. 1 [Materials of XXI (68) Regional science-practical conference of lecturers, researchers and postgraduates “Science – education, industry, economics”. Vol. 1]. Vitebsk, 2016, pp. 36–38 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Якуто, К. Л. О положительном решении матричного уравнения X2 = A для матриц второго порядка / К. Л. Якуто // Молодость. Интеллект. Инициатива: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. студентов и магистрантов, Витебск, 29 апр. 2016 г. / Витеб. гос. ун-т; редкол.: И. М. Прищепа [и др.]. – Витебск, 2016. – С. 24–25.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yakuto K. L. About positive decision of matrix equation X2 = A for second-order matrices. Materialy IV Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii studentov i magistrantov “Molodost'. Intellekt. Initsiativa” [Materials of the 4th International science-practical conference of students and graduates “Youth. Intellect. Initiative”]. Vitebsk, 2016, pp. 24–25 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Якуто, К. Л. Уравнение Хn = А для матриц третьего порядка / К.Л. Якуто // Наука – образованию, производству, экономике: материалы XXII (69) Регион. науч.-практ. конф. преподавателей, науч. сотрудников и аспирантов, Витебск, 9–10 февр. 2017 г.: в 2 т. / Витеб. гос. ун-т; редкол.: И. М. Прищепа [и др.]. – Витебск, 2017. – Т. 1. – С. 45–47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yakuto K. L. Equation Хn = А for the third order matrices. Materialy XXII (69) Regional'noi nauchno-prakticheskoi konferentsii prepodavatelei, nauchnykh sotrudnikov i aspirantov “Nauka – obrazovaniyu, proizvodstvu, ekonomike”. T. 1 [Materials of XXII (69) Regional science-practical conference of lecturers, researchers and postgraduates “Science – education, industry, economics”. Vol. 1]. Vitebsk, 2017, pp. 45–47 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
