Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Теорема умножения определителей




Теорема 1: Определитель произведения нескольких матриц n-го порядка равен произведению определителей этих матриц.

Замечание: теорема остается верной для любого из возможных правил умножения матрицы на матрицу: 1) «строка х строка», 2) «строка х столбец», 3) «столбец х строка», 4) «столбец х столбец».

Говорят, что квадратная матрица невырожденная, если ее определитель не равен нулю.

Следствие: Произведение нескольких невырожденных квадратных матриц - невырожденная матрица.

Пример 27. Имеются матрицы и . Составлено произведение этих матриц АВ = С. по каждому из возможных правил (см. замечание к теореме). Покажем выполнение теоремы умножения определителей при любом принимаемом правиле умножения матриц (без изменения их порядка!).

Решение: Вычисления проведем по следующей схеме:

1) Вычислим определитель матрицы А: 1-й шаг: 2С-1С; 3С-1С; 2-й шаг: 1R-2Rx2; 3-й шаг: разложение определителя по 3-му столбцу; 4-й шаг: вычисление определителя 2-го порядка:

1 2 3 1 шаг 1 1 2 2 шаг 7 3 0 3 шаг 7 3 4 шаг
3 4 2 = 3 1 1 = 3 1 -1 =(-1)∙(-1)2+3 4 1 = -5
4 5 4   4 1 0   4 1 0        

2) Вычислим определитель матрицы В: 1-й шаг: 3R-2R; 2-й шаг: 3С-2С; 3-й шаг: разложение определителя по 3-й строке; 4-й шаг: вычисление определителя 2-го порядка:

2 -3 1 1 шаг 2 -3 1 2 шаг 2 -3 4 3 шаг 2 4 4 шаг
1 -4 3 = 1 -4 3 = 1 -4 7 =(-1)∙(-1)3+2 1 7 = 10
1 -5 2   0 -1 -1   0 -1 0        

3) Используя результаты п.1,2), можем записать произведение определителей:

4) Используя правило произведения матриц «строка х строка», запишем матрицу:

.

5) Вычислим определитель матрицы С1: 1-й шаг: 3R-2R; 2R-1Rx4; 2-й шаг: 1R+3R; 3-й шаг: разложение определителя по 1-му столбцу; 4-й шаг: вычисление определителя 2-го порядка:

-1 2 -3 1 шаг -1 2 -3 2 шаг 0 5 -3 3 шаг 5 -3 4 шаг
-4 -7 -13 = 0 -15 -1 = 0 -15 -1 =(1)∙(-1)3+1 -15 -1 = -50
-3 5 -13   1 3 0     3 0        

6) Используя правило произведения матриц «строка х столбец», запишем матрицу:

.

7) Вычислим определитель матрицы С2: 1-й шаг: 2С+3Сх2; 3С-1Сх2; 2-й шаг: 2R-3R; 3R-1Rх2; 3-й шаг: 3R-2Rх2; 3R-1Rх2; 4-й шаг: разложение определителя по 2-му столбцу; 5-й шаг: вычисление определителя 2-го порядка:

7 -26 13 1 шаг 7 0 -1 2 шаг 7 0 -1 3 шаг 7 0 -1 4 шаг   -1 5 шаг
12 -35 19 = 12 3 -5 = -5 1 2 = -5   2 =(1)∙(-1)3+1   -9 = -50
17 -52 27   17 2 -7   3 2 -5       -9        

8) Используя правило произведения матриц «столбец х строка», запишем матрицу:

.

9) Вычислим определитель матрицы С3: 1-й шаг: 1R-2R; 2R-1Rx4; 2-й шаг: разложение определителя по 1-й строке; 3-й шаг: вычисление определителя 2-го порядка:

-3 1 -6 1 шаг 0 0   2 шаг -3 1 3 шаг
-3 1 -8 = -3 1 -8 =(2)∙(-1)1+3 4 7 = -50
4 7 1   4 7 1        

10) Используя правило произведения матриц «столбец х столбец», запишем матрицу:

.

11) Вычислим определитель матрицы С4: 1-й шаг: 2С+3Сх2; 2-й шаг: 3С-1Сх2; 3-й шаг: 1С-2Сх9; 4-й шаг: разложение определителя по 2-му столбцу; 5-й шаг: вычисление определителя 2-го порядка:

9 -35 18 1 шаг 9 1 18 2 шаг 9 1 0 3 шаг 0   0 4 шаг   -2 5 шаг
13 -47 24 = 13 1 24 = 13 1 -2 = 4 1 -2 =(1)∙(-1)1+2   -7 = -50
12 -37 17   12 -3 17   12 -3 -7     -3 -7        

12) Доказано для любого из правил умножения матриц верно:

▬►

Ответ: Теорема умножения определителей выполняется при любом принимаемом правиле умножения матриц (без изменения их порядка!).

Пример 28. Имеются матрицы и . Составлены произведения этих матриц АВ = С и ВА = D. Сравним определители матриц С и D.

Решение: Вычисления проведем по следующей схеме:

1) Используя правило произведения матриц «строка х столбец», запишем:

,

где d11 = 2∙1 +(-3)∙3 +1∙4 = -3, d12 = 2∙2 +(-3)∙4 +1∙5 = -3,

d13 = 2∙3 +(-3)∙2 +1∙4 = 4,

d21 = 1∙1 +(-4)∙3 +3∙4 = 1, d22 = 1∙2 +(-4)∙4 +3∙5 = 1,

d23 = 1∙3 +(-4)∙2 +3∙4 = 7,

d31 = 1∙1 +(-5)∙3 +2∙4 = -6, d32 = 1∙2 +(-5)∙4 +2∙5 = -8,

d33 = 1∙3 +(-5)∙2 +2∙4 = 1,

 

2) Вычислим определитель матрицы D: 1-й шаг: 1R+2Rх3; 2-й шаг: 2 -й шаг: разложение определителя по 1-й строке; 3-й шаг: вычисление определителя 2-го порядка:

-3 -3 4 1 шаг 0 0   2 шаг 1 1 3 шаг
1 1 7 = 1 1 7 =(25)∙(-1)1+3 -6 -8 = -50
-6 -8 1   -6 -8 1        

Ответ: Теорема умножения определителей выполняется при любом принимаемом правиле умножения матриц и при любом их порядке!.

Решите примеры:

Пример 29. Имеются матрицы и . Составьте произведение этих матриц АВ = С. по каждому из возможных правил (см. замечание к теореме). Покажите выполнение теоремы умножения определителей при любом принимаемом правиле умножения матриц (без изменения их порядка!).

Пример 30. Имеются матрицы и . Составьте произведения этих матриц АВ = С и ВА = D. Сравните определители матриц С и D.

Вопросы для самопроверки:

1. При каких условиях квадратная матрица С =АВ имеет определитель, равный нулю?

2. Для матриц А и В составлены произведения АВ = С и ВА = D. При каких условиях возможно равенство: ?

3. Для матриц А и В составлены произведения АВ = С и ВА = D. Может ли матрица С быть невырожденной, а матрица D вырожденной?





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-02-25; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1580 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Начинать всегда стоит с того, что сеет сомнения. © Борис Стругацкий
==> читать все изречения...

2322 - | 2074 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.