Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ALGEBRA

.pdf
Скачиваний:
159
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
7.97 Mб
Скачать

Определитель матрицы третьего порядка.

При n = 3 формула (4.7) имеет вид:

a1 a1 a1

1 2 3

 

a2

a2

a2

 

= a1a2a3

+ a1a2a3

+ a2a3a1

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

1 2 3

2 3 1

1 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

3

 

 

 

 

(4.8)

 

a

a

a

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−a31a22a13 − a21a12a33 − a32a23a11

Схемы для запоминания алгоритма составления слагаемых определителя матрицы третьего порядка см. на рис. 51, 52.

Геометрическая интерпретация

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

T

Тренажёр первого уровня выполнен в виде дополнительной клавиатуры. Частью дополнительной клавиатуры являются также кнопки

"умножить", "плюс" и "минус". Задача студента – ввести правильную последовательность кнопок, соответствующую вычислению

по формуле (4.8). Тренажёр сделан с учётом ассоциативности операции умножения элементов определителя матрицы.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

T

Тренажёр второго уровня наглядно поясняет вычисления определителя матрицы третьего

порядка по формуле (4.8). Вычисления производит компьютер, а обучаемый руководит

процессом вычислений. Действия обучаемого контролируются компьютером.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

T

На тренажёре третьего уровня студент уже

сам должен производить вычисления. При этом ему предоставляется минимальная по-

мощь, а процесс вычислений контролируется.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Теорема 41. Определитель транспонированной матрицы равен определителю исходной матрицы, то есть det(A) = det(AT ).

Доказательство содержится в самом определении детерминанта в словах “из каждой строки и каждого столбца”, что равносильно ”из каждого столбца и каждой строки”.

Вывод. Согласно теореме 41, все остальные свойства определителя относительно строк можно распространить на столбцы, и наоборот.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Теорема 42. (перестановка строк). При перестановке двух строк матрицы абсолютное значение определителя матрицы не меняется, а знак определителя изменится.

Геометрическая интерпретация

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Доказательство. Идею доказательства посмотрим на определителе матрицы A пятого порядка.

a1

a2

a3

a4

a5

 

a1

a2

a3

a4

a5

b1

b2

b3

b4

b5

 

e1

e2

e3

e4

e5

c1

c2

c3

c4

c5

 

c1

c2

c3

c4

c5

d1

d2

d3

d4

d5

 

d1

d2

d3

d4

d5

e1

e2

e3

e4

e5

 

b1

b2

b3

b4

b5

 

Рис. 31. det(A)

 

 

 

Рис. 32. det(B)

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Запишем любое слагаемое det A в форме (4.6):

(−1)s · (−1)t · a4 · b2 · c1 · d3 · e5,

где s = N(1, 2, 3, 4, 5) = 0 и t = N(4, 2, 1, 3, 5)

(элементы det A вошедшие в слагаемое det A выделены на рис. 31 синим цветом). Поменяем местами вторую и пятую строки матрицы A, полученную матрицу обозначим через B (см. рис. 32).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Составим слагаемое det(B) c выделенными синим цветом элементами, причём элементы расположим в том же порядке следования:

(−1)µ · (−1)ν · a4 · b2 · c1 · d3 · e5,

где µ = N(1, 5, 3, 4, 2) и ν

= N(4, 2, 1, 3, 5) =

t

(напомню, мы

поменяли

местами вторую

и

пятую строки

матрицы

A). Перестановка

(1, 2, 3, 4, 5) – чётная, следовательно, в силу теоремы 39, перестановка (1, 5, 3, 4, 2) нечётная и (−1)µ = −1. Итак, выделенные слага-

емые определителей det(A) и det(B) отличаются только знаком.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Рассмотрим общий случай матрицы A порядка n. Поменяем местами в матрице A строки k и m, k < m. Полученную матрицу обозначим через B. Запишем любое слагаемое det(A) в форме (4.6):

( 1)s

·

( 1)ta1

a2

ak−1 ak ak+1

· · ·

(4.9)

β1

 

β2 · · ·

βk−1 βk

βk+1

 

 

 

· · ·

am−1 am am+1

· · ·

an

,

 

 

 

 

βm−1 βm βm+1

 

βn

 

 

где

s = N(1, 2, . . . , k − 1, k, k + 1, . . . , m − 1, m, m + 1, . . . , n) = 0, t = N(β1, β2, . . . , βk−1, βk, βk+1, . . . , βm−1, βm, βm+1 . . . βn).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]