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

 

 

 

 


Задачи для самостоятельного решения




 

1. Не раскрывая определителей, доказать справедливость равенств:

1.1.

1.2.

 

1 Вычислите определитель

1.3. 1.4

2. Вычислить определители, используя свойство разложения по строке (столбцу):

2.1. 2.2.

 

2.3. 2.4.

3. Вычислите определитель различными способами

 

3. Используя свойства определителей, решить уравнения и неравенство:

3.1. 3.2.

 

3.3.

Пример. Вычислить определитель

Прежде чем вычислять определитель упростим первый столбец: из первой строки вычтем, а ко второй прибавим удвоенную третью. Полученный определитель разложим по первому столбцу:

Кроме данного способа определитель п- го порядка можно вычислить методом приведения к треугольному виду, то есть с помощью преобразований определителя, когда все его элементы, лежащие по одну сторону от главной диагонали становятся равными нулю. Под преобразованиями определителя понимаются действия умножения строк (столбцов) на число и сложения с другими строками (столбцами).

Пример. Вычислить определитель

Умножим первую строку на (-1) и сложим со второй, третьей и четвертой:

Обратная матрица.

Квадратная матрица А-1 называется обратной для квадратной матрицы А, если А-1·А=А·А-1

Матрица А называется невырожденной (неособенной, обратимой), если для нее существует А-1. Матрица А невырождена тогда и только тогда, когда А ≠ 0

Матрица

называется союзной или присоединенной к матрице

Здесь Аij - алгебраические дополнения к элементам аij матрицы А.

Лемма. Если А - квадратная матрица порядка п, а С - союзная с ней, то A·C=C·A=E·detA.

Теорема 1. Для того, чтобы существовала матрица В, обратная к матрице А, необходимо и достаточно, чтобы матрица А была невырожденной.

Доказательство: Необходимость: пусть существует матрица, обратная к А, тогда А·В=Е и det(A·B)=detA·detB, то есть detA·detB=detE=1. Отсюда следует, что detA ≠ 0, а это и значит, что матрица А невырожденная.

Достаточность: Пусть матрица А невырожденная. Рассмотрим матрицу , где С - союзная матрица к А. Согласно лемме A·C=E·detA, разделим это равенство на detA: .Аналогично из C·A =E·detA, получаем или , тогда по определению обратной матрицы матрица является обратной к матрице А.

Теорема 2. Для невырожденной матрицы существует единственная обратная матрица.

Доказательство. Предположим, что для невырожденной матрицы А матрицы и - обратные. Тогда имеет место равенство . Умножим обе части этого равенства слева на : или, учитывая, что . Теорема доказана.

Алгоритм вычисления А,обратной для матрицы А(пхи):

 

1. Вычислить ∆А (если ∆А ≠ 0, то А-1 существует).

2. Вычислить алгебраические дополнения А ij для всех элементов aij матрицы А сформировать матрицу алгебраических дополнений

3. Транспонировать и сформировать союзную (присоединенную) матрицу

4. Вычислить А-1

.

 

Свойства обратной матрицы:

1) (А · В) -1 = В-1 ·А-1, если существуют А-1 и В-1

2) (A -1)-1= А.

3) (A Т)-1=(A -1)Т.

4) Е -1 = Е.

5)

6) Если

 

Примеры:

1. Найти обратную матрицу А-1, для

Решение

Найдем определитель матрицы А, det А = -4 ≠ 0. => A-1 существует

Найдем алгебраические дополнения соответствующих элементов матрицы А

Запишем присоединенную матрицу:

Вычислим А-1:

Пример 3.

Найти матрицу X из уравнения:

Решение: обозначим .

Найдем , следовательно матрица А невырожденная. Заданное уравнение имеет вид А·X=В, умножим обе его части слева на А-1, получим: А-1·А ·X=А-1·В, так как А-1·А=Е, то X=А-1·В, таким образом для решения задачи необходимо найти матрицу А-1 и умножить ее на матрицу В.

Пример 4.

Дано матричное уравнение А·Х-2В=С. Найти матрицу X, если известны матрицы .

Решение: Выразим матрицу X из уравнения А·Х+С+2В, А-1·А·Х+А-1·(С+2В), так как А-1·А=Е, то Х= А-1·(С+2В).

Найдем С + 2В: .

Вычислим , следовательно обратная матрица А-1 существует, а именно

Итак, найдем матрицу

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-03-26; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 696 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Большинство людей упускают появившуюся возможность, потому что она бывает одета в комбинезон и с виду напоминает работу © Томас Эдисон
==> читать все изречения...

2530 - | 2189 -


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

Ген: 0.009 с.