- •Конспект лекций
- •2. Основные операции над матрицами
- •Тема 2 Определители и их свойства.
- •1. Определители и их свойства
- •2. Ранг матрицы
- •3. Обратная матрица
- •Тема 3. Элементы линейной алгебры в экономике
- •1. Линейная модель международной торговли
- •2. Модель Леонтьева многоотраслевой экономики
- •Тема 4 Системы линейных алгебраических уравнений
- •1. Системы линейных алгебраических уравнений. Теорема Кронекера Капелли
- •2. Применение определителей к исследованию и решению систем линейных уравнений. Формулы Крамера
- •1. Решение систем линейных алгебраических уравнений методом обратной матрицы
- •2. Решение систем линейных алгебраических уравнений методом Гаусса
- •Тема 5 Элементы векторной алгебры
- •1. Векторы. Координаты вектора
- •2. Линейные операции над векторами
- •3. Скалярное и векторное произведение векторов
- •Тема 6. Элементы высшей алгебры
- •Тема 7 Элементы аналитической геометрии
- •1. Уравнение линии на плоскости
- •2. Прямая линия на плоскости
- •3. Полярные координаты
- •1. Канонические уравнения эллипса, гиперболы, параболы
- •2. Преобразования декартовой системы координат на плоскости
Тема 2 Определители и их свойства.
Лекция 1.2.1 «Определители и их свойства. Обратная матрица»
Учебные вопросы:
Определители и их свойства
Ранг матрицы
Обратная матрица
1. Определители и их свойства
Определителем (детерминантом) квадратной матрицы
называется число, обозначаемое символически
.
Число естьпорядок определителя.
Определитель 2-го порядка вычисляется по правилу
.
Пример. .
Определители 3-го и более высокого порядка вычисляются на основе их разложения по строке или столбцу на определители более низкого порядка при использовании общих свойств определителей.
Свойства определителей:
Величина определителя не меняется при замене строк столбцами и столбцов строками с теми же номерами;
Перестановка двух каких-либо строк (столбцов) равносильна умножению определителя на – 1;
Определитель, у которого элементы одной строки (или столбца) пропорциональны соответствующим элементам другой строки (столбца), равен нулю. В частности, определитель с двумя одинаковыми строками (столбцами) равен нулю.
Пример., т. к. элементы 3-го столбца пропорциональны соответствующим элементам 2-го с коэффициентом пропорциональности – 3.
Если элементы какой-либо строки (столбца) определителя равны нулю, то он равен нулю.
Пример. .
Общий множитель всех элементов какой-либо строки или столбца можно вынести за знак определителя.
Пример. .
Если элементы некоторого столбца (или строки) есть сумма двух слагаемых, то определитель равен сумме двух определителей, у которых элементы рассматриваемого столбца (строки) равны соответствующим слагаемым.
Пример. .
Если ко всем элементам какого-либо столбца (строки) прибавить слагаемые, пропорциональные соответствующим элементам другого столбца (строки), то величина определителя не изменится.
Пример. (к элементам 1-го столбца прибавлены соответствующие элементы 2-го, умноженные на 2.
Минор элементав определителе-го порядка есть определитель ()-го порядка, получающийся из данного определителя, если из него вычеркнуть-ю строку и-й столбец.
Пример. Для определителя минор элементаесть, а элемента—.
Алгебраическое дополнение элементаесть
=,
т. е. равно минору этого элемента, взятому со знаком «+», если сумма номеров строки и столбца, на пересечении которых он стоит, есть четное число, и знаком «–», если число нечетное.
Пример. Для определителя алгебраическое дополнение элементаесть, а элемента—.
Теорема о разложении определителя по строке или столбцу. Определитель равен сумме произведений элементов какой-либо строки (столбца) на их алгебраические дополнения.
Вычисление определителя на основе теоремы о разложении облегчается, если выбирается стока (или столбец), содержащие нули. Используя свойство 7), можно преобразовать данный определитель так, чтобы все элементы (кроме одного) какой-либо строки (или столбца) стали нулями. Разлагая затем определитель по этой строке (столбцу), сразу уменьшаем его порядок на единицу.
Пример. Вычислить определитель .
◄ Разлагаем определитель по 3-му столбцу (через чередование знаков, начиная с верхнего левого элемента, верхними правыми индексами проставлены знаки алгебраических дополнений для элементов этого столбца): .
Разлагая данный определитель по второй строке, получаем тот же результат:
=. ►
Пример. Вычислить определитель .
◄ Используем свойство определителей 7). Умножая все элементы 2-й строки последовательно на (–2), (–3) и 2 и прибавляя их затем соответственно к элементам 1-й, 3-й и 4-й строки, получим: == (умножаем элементы 1-й строки последовательно на (–2) и (–11) и прибавляем их затем соответственно к элементам 2-й и 3-й строки) =
= . ►