W 10 wyznaczniki , rząd macierzy.doc

(167 KB) Pobierz

23

 

  WYKŁAD 10

WYZNACZNIKI

 

Rozważamy macierz kwadratową stopnia n:     

Wyznacznikiem tej macierzy nazywamy liczbę det A, określoną następująco: (definicja indukcyjna względem stopnia n macierzy)

 

1.       Jeżeli  (tzn. ), to przyjmujemy, że det A =

 

2.       Jeżeli    to wyznacznik  macierzy stopnia n definiujemy jako liczbę

 

 

gdzie   oznacza wyznacznik, który powstaje z macierzy A przez skreślenie i-tego wiersza i pierwszej kolumny.

 

Minorem macierzy A (niekoniecznie kwadratowej) nazywamy wyznacznik, który powstaje z tej macierzy przez skreślenie pewnej ilości wierszy i kolumn.

 

Przez oznaczamy wyznacznik macierzy kwadratowej, który powstaje z niej  przez skreślenie i-tego wiersza i k-tej kolumny.

 

Liczbę  nazywamy algebraicznym dopełnieniem elementu .

 

Tw. Laplace’a.   Wyznacznik macierzy A jest równy sumie wszystkich iloczynów każdego elementu dowolnej kolumny (dowolnego wiersza) i odpowiadającego temu elementowi dopełnienia algebraicznego, tzn.

 

lub

 

Opisane w tw. Laplace’a procedury liczenia wyznaczników nazywają się odpowiednio rozwijaniem wyznacznika względem k-tej kolumny oraz względem i-tego wiersza.

 

 

Własności wyznaczników

 

·         Jeżeli w wyznaczniku elementy jakiegoś wiersza (lub kolumny) są równe zero, to wyznacznik jest równy 0.

 

·         Przestawienie dwóch wierszy (kolumn) macierzy powoduje zmianę znaku wyznacznika.

 

·         Wyznacznik o dwóch jednakowych wierszach (kolumnach) jest równy 0.

 

·         Wspólny czynnik wszystkich elementów danego wiersza (kolumny) można wyłączyć przed wyznacznik.

 

·         Wartość wyznacznika nie ulegnie zmianie, jeżeli do elementów dowolnego wiersza (kolumny) dodamy elementy innego wiersza (kolumny) pomnożone przez dowolną liczbę rzeczywistą.

 

·         Wyznacznik o dwóch proporcjonalnych wierszach (kolumnach) jest równy 0.

 

·         Wyznacznik macierzy transponowanej jest równy wyznacznikowi tej  macierzy      

                                                                  

 

·         Tw. Cauchy’ego. Wyznacznik iloczynu macierzy kwadratowych tego samego stopnia jest równy iloczynowi wyznaczników tych macierzy, czyli

 

 

.

 

 

 

RZĄD MACIERZY

 

Rzędem macierzy prostokątnej A nazywamy najwyższy stopień różnych od zera podwyznaczników (minorów) tej macierzy. Rząd macierzy A oznaczamy rz A.

Przyjmujemy, że rząd macierzy zerowej jest równy 0.

 

Tw. 1  Rząd macierzy nie ulegnie zmianie, jeżeli:

 

·         elementy pewnego wiersza (pewnej kolumny) pomnożymy przez liczbę różną od zera.

 

·         elementy pewnego wiersza (pewnej kolumny) pomnożymy przez liczbę rzeczywistą i dodamy do elementów innego wiersza (innej kolumny)

 

·         usuniemy z macierzy wiersz (kolumnę) złożoną z samych zer.

 

·         skreślimy jeden z dwóch proporcjonalnych wierszy (jedną z dwóch proporcjonalnych kolumn).             

 

·         przestawimy dwa wiersze (dwie kolumny).

 

Uwagi:

 

·         Jeżeli  rz A = r, to znaczy, że istnieje co najmniej jeden różny od zera minor macierzy A stopnia r  oraz że wszystkie minory stopnia wyższego niż r (o ile istnieją) są równe 0.

 

·        

 

·        

 

·         Jeżeli A jest macierzą kwadratową stopnia n, to rz wtedy i tylko wtedy, gdy macierz A jest nieosobliwa.

 

·         Jeżeli A jest macierzą trójkątną, to rz A jest równy liczbie różnych od zera elementów głównej przekątnej.

 

 

 

 

 

Zgłoś jeśli naruszono regulamin