Метод Гаусса
Систему \(Ax=b\) заменяют расширенной матрицей \([A\,|\,b]\) и выполняют элементарные преобразования строк, не меняющие множество решений. Цель — получить ступенчатый вид: ведущий ненулевой элемент каждой следующей ненулевой строки располагается правее предыдущего. Затем неизвестные определяют, начиная с последнего ведущего уравнения, то есть обратной подстановкой.1
Метод Гаусса применим к прямоугольным матрицам, совместным и несовместным системам, системам с единственным и бесконечным числом решений. Поэтому он является основным универсальным методом.1
Алгоритм Гаусса—Жордана
Гаусс—Жордан продолжает исключение: каждый ведущий элемент делают равным 1 и зануляют остальные элементы его столбца. В приведённом ступенчатом виде основные переменные сразу выражены через свободные. Тот же алгоритм позволяет вычислять обратную матрицу, преобразуя \([A\,|\,I]\) в \([I\,|\,A^{-1}]\).1
Формулы Крамера
Для квадратной системы порядка \(n\) с \(\det A\ne0\) решение единственно. Если \(A_i\) получается заменой \(i\)-го столбца \(A\) на \(b\), то
\[x_i=\frac{\det A_i}{\det A},\qquad i=1,\ldots,n.\]
При \(\det A=0\) формулы Крамера неприменимы. Сам по себе нулевой определитель не означает несовместность: система может иметь бесконечно много решений.1
Метод обратной матрицы
Если \(A^{-1}\) существует, из \(Ax=b\) следует
\[x=A^{-1}b.\]
Этот способ требует квадратной невырожденной матрицы. Если \(A^{-1}\) уже известна, то для каждой новой правой части \(b\) решение сразу находится как \(x=A^{-1}b\). Для общего анализа системы существование обратной матрицы не требуется: элементарное исключение применимо и к прямоугольным, и к вырожденным системам.1