90820

Определители. Основные понятия

Лекция

Математика и математический анализ

Определителем второго порядка называется выражение вида. Для вычисления определителя второго порядка из произведения элементов главной диагонали вычитают произведение элементов побочной диагонали т. Определителем третьего порядка называется выражение вида. Определитель третьего порядка состоит из шести тройных произведений.

Русский

2015-06-11

62.5 KB

3 чел.

Лекция №1.

Определители. Основные понятия.

Опр1. Определителем второго порядка  называется выражение вида .

Элементы а1112 принадлежат главной диагонали, элементы а2122 – принадлежат побочной диагонали.

Для вычисления определителя второго порядка из произведения элементов главной диагонали вычитают произведение элементов побочной диагонали, т.е. .

Опр2. Определителем третьего порядка называется выражение вида

.

Определитель третьего порядка состоит из шести тройных произведений.

Со знаком «+» берутся произведения элементов, принадлежащих главной диагонали и вершинам треугольников, основания которых параллельны главной диагонали.

Со знаком «-» берутся произведения элементов, принадлежащих побочной диагонали и вершинам треугольников, основания которых параллельны побочной диагонали. Записанное правило называют правило Саррюса (правило треугольников).

Свойства определителей

  1.  Определитель не изменится, если его строки заменить на столбцы, и наоборот (равноправность строк и столбцов).
  2.  При перестановке двух параллельных рядов определитель изменит знак на противоположный.
  3.  Определитель, имеющий два одинаковых ряда, равен нулю.
  4.  Общий множитель элементов какого-либо ряда определителя можно вынести за знак определителя.
  5.  Если элементы параллельных рядов пропорциональны, то определитель равен нулю.
  6.  Если элементы какого-либо ряда определителя представляют собой суммы двух слагаемых, то определитель может быть разложен на сумму двух соответствующих определителей:

.

  1.  Определитель не изменится, если к элементам какого-либо  ряда прибавить элементы другого ряда, предварительно умноженные на любое число.

Следующие свойства связаны с понятием алгебраического дополнения и минора.

Опр3. Минором Мij элемента аij некоторого определителя n порядка называется определитель (n-1) порядка, полученный вычеркиванием i-ой строки и j-ого столбца, на пересечении которых находится выбранный элемент.

Опр4. Алгебраическим дополнением Aij элемента аij некоторого определителя n порядка  называется число, определяемое равенством

.

Можно заметить, что алгебраическое дополнение элемента аij  определителя либо равно соответствующему минору, либо отличается от него знаком.

Рассмотрим следующее свойство, которое позволяет вычислить определитель порядка n>3.

8.Разложение определителя по элементам какого-либо ряда. Определитель равен сумме произведений элементов какого-либо ряда на соответствующие алгебраические дополнения:

Например, проиллюстрируем вычисление определителя 4 порядка по элементам первой строки:

.

Заметим, что для разложения принято выбирать ряд, где есть нулевые элементы.

Если таковых нет, то их можно получить используя свойство 7.

  1.  Ортогональность элементов какого-либо ряда и алгебраических дополнений параллельного ряда: Сумма произведений элементов какого-либо ряда и алгебраических элементов параллельного ряда равна нулю.

Матрицы. Виды матриц.

Матрицей называется прямоугольная таблица чисел вида:

А=  или сокращенно А=(aij) где i=1,2,3…m- номер строки, j=1,2,3,…n- номер столбца.

Матрицу А называют матрицей размерами mxn  и обозначают .

Матрица с одинаковым числом строк и столбцов называется квадратной.

Квадратная матрица, у которой все элементы, кроме главной диагонали, равны нулю, называется диагональной.

Диагональная матрица, у которой каждый элемент главной диагонали равен единице, называется единичной .

Например, Е=- единичная матрица 4-ого порядка.

Квадратная матрица называется треугольной, если все элементы по одну сторону от главной диагонали равны нулю.

Матрица, полученная из данной A заменой строк на столбцы с сохранением порядка называется транспонированной и обозначается AT.

Кстати выполняется свойство: (АТ)Т=А.

Действия над матрицами.

Сложение вводится только для матриц одинаковых размеров.

Пусть даны две матрица Аmxn=(aij),Bmxn=(bij) . Тогда суммой матриц является матрица С=А+В= (cij), причем Сijij+bij.

Произведение матрицы на число: ,i=1,2,…m; j=1,2,…n.

Свойства сложения матриц и произведения матриц на число:

  1.  А+B=B+A.
  2.  A+(B+C)=(A+B)+C .
  3.  ,k- постоянный множитель.
  4.  , постоянные числа.
  5.  

Произведение матриц. Операция  умножения матриц определена, если длина строки первого множителя равна высоте столбца второго.

Пусть даны матрицы Аmxn и Bnxp, тогда произведение матриц имеет вид Сmxp=AmxnBnxp, причем каждый элемент i строки и k столбца матрицы произведения равен сумме произведений элементов i строки матрицы А и соответствующих элементов k столбца матрицы В.

Свойства произведения матриц:

  1.  А(ВС)=(АВ)С.
  2.  А(B+C)=AB+AC.
  3.  (A+B)C=AC+BC.
  4.  , где-постоянный множитель.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11048. Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства 179.5 KB
  Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства. 7.1 Общие сведения о кинематике манипуляторов. В процессе изучения кинематических свойств многозвенных механизмов возникает необходимость описания движения их звеньев без уче...
11049. Мехатронные транспортные средства, устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты 513.5 KB
  Мехатронные транспортные средства устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты. 8.1 Мехатронные транспортные средства. Современная автомобильная МС включает как правило целый ряд подсистем выполн
11050. Информационные системы в мехатронике 96.5 KB
  Информационные системы в мехатронике 1. Место и роль информационных систем Информационная система ИС представляет собой совокупность функционально объединенных измерительных вычислительных и других вспомогательных технических средств предназначенных для получ
11051. Первичные измерительные преобразователи 139.5 KB
  Первичные измерительные преобразователи Основные определения Измерительный преобразователь ИП средство измерения предназначенное для преобразования входного измерительного сигнала измеряемой величины в выходной сигнал более удобный для дальнейшего преобра...
11052. Принципы передачи и преобразования информации 130 KB
  Принципы передачи и преобразования информации Во многих встречающихся на практике случаях функциональный блок мехатронного устройства являющийся потребителем информации удален от первичного источника информации например датчика на некоторое иногда довольно зна...
11053. Системы управления мехатронными объектами 123 KB
  Системы управления мехатронными объектами Мехатронные объекты являются ярким примером реализации сложных законов управления. Системы управления применимы в тех случаях когда объект процесс обладает управляемостью т.е. существует возможность изменения его некотор...
11054. Построение структуры системы управления, программная реализация регуляторов 136 KB
  Построение структуры системы управления программная реализация регуляторов Большинство систем процессорного компьютерного управления содержат в своем составе различные регуляторы выполненные программным образом либо реализованные аппаратно. В настоящее время н...
11055. Исполнительные устройства систем мехатроники 206.5 KB
  Исполнительные устройства систем мехатроники Общие сведения и классификация Исполнительными механизмами называются механизмы выполняющие непосредственно требуемую технологическую операцию путем воздействия на обрабатываемую среду или объект с целью изменения
11056. Основы проектирования интегрированных мехатронных модулей и систем 734 KB
  Основы проектирования интегрированных мехатронных модулей и систем Основой метода мехатроники является интеграция составляющих частей которая закладывается на этапе проектирования и затем реализуется в технологических процессах производства и эксплуатации мехат...