22909

Властивості визначників

Доклад

Математика и математический анализ

Будемо формулювати і доводити властивості лише для рядків визначника але за попереднім зауваженням вони мають місце і для стовпчиків визначника. Нульовим рядком називається рядок визначника всі елементи якого дорівнюють 0. Нехай й рядок визначника Δ нульовий. Якщо в визначнику переставляються місцями два рядки то змінюється лише знак визначника.

Украинкский

2013-08-04

96.5 KB

4 чел.

Властивості визначників.

Властивості визначників дають можливість обчислювати визначники загального вигляду. Будемо формулювати і доводити властивості лише для рядків визначника, але, за попереднім зауваженням, вони мають місце і для стовпчиків визначника.

  1.  Нульовим рядком називається рядок визначника, всі елементи якого дорівнюють 0.

* Визначник, якій містить нульовий рядок, дорівнює 0.

Доведення. Нехай - й рядок визначника Δ нульовий. За означенням, в кожному добутку, з яких складається визначник, є співмножник з i- го рядка. Таким чином, кожний добуток містить нульовий співмножник. Це означає, що всі добутки дорівнюють 0 і Δ=0.

  1.  * Якщо в визначнику переставляються місцями два рядки, то змінюється лише знак визначника.

Доведення. Нехай

 

,

Визначник  Δ1 одержано з визначника Δ перестановкою k-го і l-го рядків. Покажемо, що = -. Позначимо для зручності елементи визначника , як bij.  Тобто, bi,j=ai,j  при ;        bkj=alj ,;blj=akj, . Зрозуміло, що визначники Δ і  Δ1 складаються з однакових добутків, тому перевіримо знаки при рівних добутках. Зафіксуємо один з добутків визначника Δ, упорядкований за першим індексом  a1α1a2α2akαkalαlanαn. При цьому добутку у визначнику  Δ знак дорівнює  .

В позначеннях елементів визначника Δ1 цей добуток має вигляд  b1α1b2α2blαkbkαlbnαn  Упорядкуємо цей добуток за першим індексом. Одержимо добуток b1α1b2α2bkαlblαkbnαn  . Другі індекси  утворюють перестановку α1, α2,…, αl,…, αk,…, αn, тому, за означенням,  при цьому добутку у визначнику   Δ1 знак  . Від перестановки чисел α1, α2,…, αk,…, αl,…, αn  .  до перестановки  α1, α2,…, αl,…, αk,…, αn можна перейти за допомогою однієї транспозиції. Тому за теоремою 2 про перестановки, ці перестановки різної парності і знаки при даному фіксованому добутку у визначниках Δi і Δ1 різні. Оскільки зафіксований добуток довільний, то Δ 1= - Δ.

3. * Якщо два рядки визначника однакові, то він дорівнює 0.

Доведення. Нехай i- й  і j - й рядки визначника  Δ  однакові. Переставимо ці рядки. Визначник не змінюється. З іншого боку, за властивістю 2, він змінює знак. Звідси   Δ = - Δ  і         Δ = 0.

4. * Якщо рядок визначника Δ домножити на число λ, то і весь визначник  домножається  на λ.

 

           Доведення. Припустимо, що i-й рядок визначника визначника помножається на число λ. Одержуємо визначник помножається на число λ. Одержуємо визначник

                     

    

Тоді

З цієї властивості випливає таке правило. Якщо кожний елемент деякого рядка визначника домножений на деяке число λ, то це число можна винести за знак визначника.

5. Два рядки визначника (ai1,ai2,…,ain) і (aj1,aj2,…,ajn)  називаються пропорційними, якщо існує число λ таке, що aj1=λai1,  aj2=λai2,…, ajn=λain.  Таким чином, один з пропорційних рядків можна одержати з іншого домноженням на деяке число.

Якщо два рядки визначника пропорційні, то він дорівнює 0.

Доведення. Нехай у визначнику  Δ i- й  та  j- й рядки пропорційні. Це означає, що j-й рядок можна одержати з i- го рядка домноженням на деяке число λ. Винесемо  λ  з j-го рядка за знак визначника. Одержуємо визначник, у якому i- й та  - й j-й рядки співпадають. З властивості 3 випливає, що цей визначник дорівнює 0, а тому = 0.

6. Cумою двох рядків (bi1,bi2,…,bin) і (cj1,cj2,…,cjn)  називається рядок (bi1+cj1,bi2+cj2,…,bin+cjn).   Якщо - й рядок визначника Δ є сумою двох рядків,  то визначник Δ  є сумою двох визначників Δ1 і Δ2 таких, що  i- м рядком визначника Δ1 є перший доданок, а i- м рядком визначника  Δ2 - другий доданок  i- го рядка визначника Δ; решта рядків визначників Δ1 і  Δ2 однакові і співпадають з відповідними рядками визначника Δ.

Доведення. Нехай

.

Тоді                   

=

= +   = Δ1+ Δ2

Аналогічно, якщо i -й рядок визначника Δ є сумою k рядків, то визначник  Δ є сумою k визначників.

7. * Якщо до рядка визначника додати інший рядок, домножений на число, то визначник не змінюється.

Доведення. Позначимо через A1,A2,…,An   рядки визначника Δ.. Додаємо до i- го рядка Ai j-й рядок Aj (j i), домноженний на число . Одержимо визначник Δ1, i -й рядок якого має вигляд AiAj , а решта рядків співпадає з відповідними рядками визначника . Для того, щоб довести, що =, розкладаємо визначник Δ1 в суму двох визначників за i - м рядком, згідно з властивістю 6, в першому з яких на i - му місці стоїть рядокAi, а в другому – рядок λAj.. Решта рядків обох визначників співпадає з відповідними рядками визначника Δ1, а тому й визначника Δ. Тоді перший з цих двох визначників співпадає з визначником , а в другому i- й і j- й рядки пропорційні, тобто він дорівнює 0. Звідси =.

8. Нехай Ai1,Ai2,…,Aik - деякі рядки визначника , λ12,…, λk - деякі числа. Рядок λ1Ai12Ai2,+…+ λkAik  називається лінійною комбінацією рядків Ai1,Ai2,…,Aik.

* Якщо у визначнику деякій рядок є лінійною комбінацією інших рядків, то визначник дорівнює 0.

Доведення. Нехай  A1,A2,…,Ak  - рядки визначника Δ,  Ai= λ1Ai12Ai2,+…+ λkAik , причому жоден з індексів i1,i2,…,ik  не співпадає з i. Тобто i - й рядок визначника Δ є лінійною комбінацією рядків з номерами i1,i2,…,ik  . Тоді визначник Δ за i - м рядком можна розкласти в суму k визначників, у першому з яких на  i- му місці стоїть рядок λ1Ai1, на другому – λ2Ai2 і т.д., в останньому – λлAik. У кожному з одержаних визначників є пропорційні рядки, тому кожен з них дорівнює 0. Звідси Δ = 0.

9. * Якщо до рядка визначника додати лінійну комбінацію інших рядків, то визначник не змінюється.

Доведення. Нехай. A1,A2,…,An  - рядки визначника Δ. До i- го рядка A додамо лінійну комбінацію інших рядків λ1Ai12Ai2,+…+ λkAik , одержуємо визначник Δ1 у якому i- й рядок має вигляд Ai+ λ1Ai12Ai2,+…+ λkAik  .  За i- м рядком так, що в першому з них на i- му місці стоїть рядок Ai, а у другому – рядок λ1Ai12Ai2,+…+ λkAik  . Перший визначник співпадає з Δ, а у другому i- й рядок є лінійною комбінацією інших рядків і він дорівнює 0 за властивістю 8.

Звідси Δ1= Δ..


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14390. Определение внутреннего сопротивления гальванометра 144 KB
  Лабораторная работа № 32 Цель работы: Определение внутреннего сопротивления гальванометра. Расчет добавочного сопротивления для использования гальванометра в качестве вольтметра. Приборы и материалы: гальванометр магазины сопротивлений 2 реостат вольтметр выкл...
14391. Измерение высокого вакуума 80 KB
  Лабораторная работа №010 Измерение высокого вакуума. Задача работы: Получение графиков зависимости ионного тока от тока эмиссии напряжения на сетке и напряжения на коллекторе ионизационной лампы. Получение приближённого значения потенциала ионизаци
14392. Изучить работу ионизационного манометра, зависимость ионного тока от изменения различных параметров 267.5 KB
  Лабораторная работа № 10 Цель работы: Изучить работу ионизационного манометра зависимость ионного тока от изменения различных параметров ток накала напряжение на сетке между катодом и анодом. Приборы и материалы: Ионизационный манометр миллиамперметры 2 амперме...
14393. Определение вязкости жидкости и исследование зависимости вязкости от температуры 92.5 KB
  Отчет по работе №26 Определение вязкости жидкости и исследование зависимости вязкости от температуры Цель работы: определить вязкость жидкости и исследовать зависимость вязкости от температуры. Приборы: шарики двухстрелочный секундомер катетометр или микр...
14394. Измерение чувствительности и внутреннего сопротивления гальванометра 131.5 KB
  Отчет по работе №32 Измерение чувствительности и внутреннего сопротивления гальванометра Цель работы: определить внутреннее сопротивление гальванометра его чувствительность по току и по напряжению рассчитать шунт и добавочное сопротивление к гальванометру ...
14395. Определить отношение теплоемкостей для воздуха двумя способами 2.92 MB
  Лабораторная работа № 49 Цель работы: Определить отношение теплоемкостей для воздуха двумя способами по скорости звука и расширению газа. Приборы и материалы: Насос емкость баллон манометр. Генератор звуковой частоты микрофон. Определение при помощи расшир...
14396. Произвести градуировку термопары медь – константан 129.5 KB
  Лабораторная работа № 52 Цель работы: Произвести градуировку термопары медь константан. Измерить э.д.с. термопары в 3х точках. Приборы и материалы: гальванометр ключ на два положения магазины сопротивлений 3 реостат элемент Вестона. ...
14397. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей 307 KB
  Отчет по работе № 61 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей Цель работы: измерить коэффициента поверхностного натяжения воды и растворов спирта в воде в зависимости от концентрации. Будем рассматривать два различных задания для определен...
14398. Градуировка Вольтметра и Амперметра 3.33 MB
  Лабораторная работа №7 Тема: Градуировка Вольтметра и Амперметра. Приборы и материалы: элемент питания. элемент питания Вестона источник э.д.с. в 4 вольта гальванометр вольтметр четыре магазина резисторов соединительные провода. Ход работы: Граду