- •Валентин Николаевич
- •3 .2. Линейная зависимость строк (столбцов) матрицы
- •3.3. Базисные миноры. О пределение. Базисным минором матрицы называется отличный от нуля её минор, порядок которого равен рангу матрицы.
- •3.4. Элементарные преобразования матрицы
- •Метод Гаусса
- •Дополнение Матрицы элементарных преобразований
- •3.5. Определитель произведения матриц
- •Дополнение Определитель произведения прямоугольных матриц
- •3.6. Обратная матрица
- •Членов.
- •Алгоритм вычисления обратной матрицы
- •Свойства обратной матрицы
- •Дополнение Обращение матрицы методом элементарных преобразований
- •Вопросы для самопроверки
Дополнение Матрицы элементарных преобразований
С элементарными преобразованиями тесно связаны квадратные матрицы – матрицы элементарных преобразований, получивших название элементарных операторов.
Все они представляют собой квадратные матрицы, построенные на основе единичной матрицы.
Если любую из них умножить на какую-либо другую матрицу, то в результате соответствующих операций со строками (или столбцами) получим преобразования, аналогичные тем, которые применялись при упрощении определителя.
При этом произведение матриц имеет тот же ранг, что и исходная матрица.
Рассмотрим следующие элементарные операторы.
1.
– единичная матрица
,
в которой лишь переставлены
строки
.
Н
апример,
.
В результате умножения
матрицы
слева на
строки матрицы
меняются местами.
Н
апример,
.
2.
– единичная диагональная
матрица
,
у которой
диагональный элемент
равен не единице,
а
.
В результате умножения
матрицы
слева на
строка матрицы
оказывается умноженной на
число
:
3.
– это единичная матрица
,
в которой вместо нуля
в
строке и
столбце
записано число
.
Если умножить
матрицу
слева на
,
то в результате
строка матрицы
оказывается прибавленной
раз к
строке той же
матрицы.
.
Таким образом, мы рассмотрели, что даёт умножение матрицы слева на элементарные операторы.
Умножение на
элементарные
операторы справа
приводит к тем же результатам,
что и умножение слева,
только изменения происходят со
столбцами матрицы
;
теперь
будет предполагать те же действия
над элементами
столбца матрицы
,
что и
применительно к строкам
матрицы
.
Записав,
элементарные операторы
в общей форме, можно убедиться
в том, что
.
Определитель произведения матриц равен произведению определителей соответствующих матриц, поэтому в тех случаях, когда матрица квадратная, умножение на элементарные операторы приводит к следующим результатам:
.
3.5. Определитель произведения матриц
Если
– две квадратные матрицы
порядка, то их произведение
также является квадратной
матрицей
порядка.
Как связаны между
собой определители
и
этих трех матриц?
Теорема 3.3. Определитель произведения двух квадратных матриц порядка равен произведению определителей перемножаемых матриц:
.
(3.5)
▲ Докажем теорему для матриц второго порядка.
Если
,
то
B |
|
|
|
||
|
|
||||
A |
|
|
|
|
AB |
|
|
|
|
||
Итак,
.
Используя свойства определителей, получаем
.
Итак,
,
. ▼
З
амечание.
Теорема верна для произведения
матриц
.
П
ример.
;
;
.
Дополнение Определитель произведения прямоугольных матриц
Пусть матрица
типа
,
а матрица
типа
с
.
Если
,
то
есть определитель
порядка
.
Покажем, как выразить определитель через определители порядка , которые можно образовать из матриц .
Можно доказать, что
если дана матрица
и матрица
то определитель
может быть представлен как сумма
