Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
АЛГЕБРА_И_ГЕОМЕТРИЯ_Vareh.doc
Скачиваний:
18
Добавлен:
23.03.2015
Размер:
10.14 Mб
Скачать
    1. Найпростіші властивості векторного простору.

Властивість 1. У довільному векторному просторі існує лише один нульовий вектор.

Доведення.

Припустимо, що знайшовся такий векторний простірV, у якому декілька різних нульових елементів: і .

Розглянемо суму .

За означенням нульового вектора : .

За означенням нульового вектора : .

Згідно із припущенням, і є різними векторами. Прийшли до суперечності до означення внутрішньої операції.

Властивість доведено.

Властивість 2. У довільному векторному просторі для кожного вектора існує лише єдиний протилежний.

Доведення.

Припустимо, що у деякому векторному просторі Vзнайшовся вектор , для якого є декілька різних протилежних елементів: та .

Розглянемо суму .Скористуємось також асоціативністю додавання.

За означенням протилежного вектора :

За означенням протилежного вектора :

Згідно із припущенням, та є різними векторами. Прийшли до суперечності до означення внутрішньої операції.

Властивість доведено.

Надалі для зручності позначатимемо операції додавання і множення у векторному просторі як "+" і "", маючи на увазі абстрактні операції "" і "".

  1. Теорія визначників n-го порядку.

Для введення поняття визначника -го порядку потрібна інформація з теорії перестановок і підстановок.

    1. Перестановки з n символів.

Означення 1.Перестановкою з символів називається розташування цих символів в деякому порядку.

Означення 2. Транспозицією називається таке перетворення перестановки, при якому два її елементи міняються місцями.

Теорема 1 символів можна скласти перестановок.

Доведення.

Застосуємо метод математичної індукції по кількості символів n.

  1. При це твердження є правильним, бо маємо дві перестановки: 1 2, 2 1.

  2. Зробимо індуктивне припущення: з символів можна скласти перестановок.

  3. Покажемо справедливість індуктивного переходу для .

Розглянемо всі перестановки з символів за такою схемою. Запишемо спочатку всі перестановки, що починаються з одних одиниць.

Ця група знаходиться в умовах індуктивного припущення. За індуктивним припущенням з символів утворюється перестановок.

Запишемо всі перестановки, що починаються з двійки, трійки, тощо.

Останньою буде група перестановок, що починаються з .

Таким чином всі перестановки розбиваються на k+1 клас, в кожний з яких входить k перестановок. Отже всього буде k!(k+1)=1ˑ2ˑ…ˑkˑ(k+1)=(k+1)!перестановок. З доведеного за принципом математичної індукції дане твердження є правильним при довільному натуральному .

Теорема 2. Усіперестановок зсимволів можна записати таким списком, в якому кожна наступна перестановка може бути отримана з попередньоїшляхомоднієї транспозиції.

Доведення

Застосуємо метод математичної індукції по кількості символів n.

При це очевидно: 1,2;

2,1.

Зробимо індуктивне припущення: вважатимемо правильним дане твердження при . Доведемо справедливість твердження при . Запишемо всі перестановки, що починаються з 1.

1, 2, 3, ... ,,

1, ...

Розглянувши останні символів бачимо, що для цих перестановок діє індуктивне припущення. Тоді ці перестановки можна записати потрібним списком. Аналогічні міркування застосуємо для тих перестановок, що починаються з 2, 3, ..., .

На стикуванні отриманих груп перестановок першу перестановку наступної групи отримаємо з останньої за рахунок транспозиції символів, що є першими у цих групах.

Теорему доведено.

Означення 3. Два символи та складають інверсію, якщо , але в перестановці знаходиться раніше.

Означення 4. Перестановка називається парною, якщо загальна кількість інверсій в ній парна, і непарною в протилежному випадку.

Теорема 3. Кожна транспозиція змінює парність перестановки.

Доведення.

При доведенні слід розглянути 2 випадки.

    1. Елементи та , над якими здійснюється транспозиція, знаходяться поруч:

Зауважимо, що після транспозиції положення тавідносно інших елементів не зміниться. Таким чином, якщо, то вони створюють інверсію і після транспозиції інверсій стане на одну менше. Якщо, то загальна кількість інверсій навпаки збільшиться на одну.

Отже парність перестановки змінюється.

    1. Між елементами та , над якими здійснюється транспозиція, знаходяться інші елементи:

Зробимо транспозицію поступово.

Будемо міняти місцями та сусідній справа, поки не поміняється із . Для цього буде необхідно зробити t+1 транспозицій.

Щоб поставити на місце , необхідно зробити транспозицій із сусідами зліва. Загалом буде зроблено2t+1транспозицій, тобто в наслідокпопереднього випадку парність перестановки змінюється.

Теорему доведено.

Теорема 4. Приn≥2кількість парних перестановок дорівнює кількості непарних перестановок, тобто .

Доведення. Запишемо всі перестановок так, як це пропонує теорема 2 . Тоді за теоремою З у цьому списку буде чергування парних і непарних перестановок.

Приn≥2 – парне число, тому список має парну кількість перестановок, половина з яких є парними, половина – непарними.

Теорему доведено.