Визначник добутку матриць

Визначник квадратної матриці позначають (скорочення від латинської назви детермінант), або | |. Наприклад, якщо

то .

Теорема. Визначник добутку двох квадратних матриць -го порядку дорівнює добуткові їх визначників, тобто

,або . (1)

Рівність перевіримо для матриць другого порядку.

Приклад. Перевірити рівність (1) для таких матриць

Розв’язання. Обчислимо спочатку визначники заданих матриць та добуток їх

; ,

.

Знайдемо тепер добуток матриць і і теж обчислимо їх визначник

. .

Отже, .

Приклади. Знайти визначники матриць:

1.. 2. 3..

4.. 5.. 6..

Для поданих матриць знайти їх добуток та обчислити визначники. Результат перевірити за допомогою теореми.

Відповіді. 1. -1. 2. 343. 3.. 4. 1. 5.. 6..

7. 6,-6,-36. 8. -6, -33, 198.

Обернена матриця.

Поняття оберненої матриці розглянемо на прикладі квадратної матриці третього порядку, яке по аналогії можна буде узагальнити для матриць довільного порядку. Нехай

.

Означення 1. Матриця називається неособливою (невиродженою), якщо її визначник відмінний від нуля, тобто .

Якщо ж , то матриця називається особливою (виродженою).

Означення 2.Квадратна матриця називається оберненою до матри ці , якщо виконується рівність

(1)

тобто добуток цих матриць дорівнює одиничній матриці .

Теорема. Якщо матриця - неособлива (), то ця умова є необхідною і достатньою для існування оберненої матриці .

Доведемо необхідність. Нехай матриця має обернену , тобто . За теоремою про визначник добутку двох матриць маємо

, бо . (2)

Тому рівність (2) можлива тільки тоді, коли і .

Достатність. Нехай визначник матриці відмінний від нуля, тобто . Скорочено позначимо . Покажемо, як знайти обернену матрицю.

Для кожного з елементів матриці знайдемо відповідні їм алгебраїчні доповнення : , розмістивши їх у вигляді нової матриці відповідно розташуванню елементів в . Отримаємо

(3)

(див., розв’язаний в 1.5 приклад, де отримано матрицю із алгебраїчних доповнень разом з перевіркою вірності їх значень). Протранспонуємо матрицю , замінивши рядки стовпцями, отримаємо формулу оберненої матриці

. (4)

За допомогою теорем про розклад та анулювання для визначників третього порядку неважко перевірити, що .

Приклад 1. Знайти обернену матрицю до матриці

.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: