150 likes | 420 Views
Matematinė analizė ir tiesinė algebra. 12-13 paskaitos. Determinanto sąvoka. Kiekvienai kvadratiniai matricai apibrėžiamas skaičius, kuris vadinamas determinantu ir žymimas | A |, det A arba Δ .
E N D
Matematinė analizė ir tiesinė algebra 12-13 paskaitos.
Determinanto sąvoka • Kiekvienai kvadratiniai matricai apibrėžiamas skaičius, kuris vadinamas determinantu ir žymimas |A|, det A arba Δ. • Pažymėkime (j1; j2; ... ; jn) skaičių 1, 2, ... , n surašytų bet kuria tvarka, rinkinį. Sakoma, kad skaičiai jk ir jlrinkinyje (j1; j2; ... ; jk; ... ; jl ; ... ; jn) sudaro inversiją (netvarką), jeigu jk > jl. • Rinkinio (j1; j2; ... ; jn) inversijų skaičius žymimas I(j1, j2, ... , jn).
Determinanto apibrėžimas Matricos A determinantas apibrėžiamas pagal tokia taisyklę: • Iš kiekvienos eilutės ir kiekvieno stulpelio imama po vieną matricos elementą ir jie sudauginami. Sudaromos visos galimos sandaugos indeksai j1, j2, ... , jnyrapasirinktų stulpelių numeriai – visi skirtingi). • Kiekviena sandauga padauginama iš skaičiaus čia I(j1, j2, ... , jn) – sandaugą sudarančių matricos elementų antrųjų indeksų rinkinio (j1; j2; ... ; jn) inversijų skaičius. • Visi gautieji skaičiai sudedami. Ši suma vadinama matricos Adeterminantu, o patys skaičiai – determinanto nariais.
Pirmosios, antrosios ir trečiosios eilės determinantai • Kai A=(a11), tai det A=a11. • Antrosios eilės kvadratinės matricos determinantas: • Trečiosios eilės kvadratinės matricos determinantas:
Adjunkto sąvoka Pasirinkime bet kurį n-osios eilės kvadratinės matricos A elementą aij, išbraukime i-ąją eilutę ir j-ąjį stulpelį, o iš likusių elementų sudarykime (n-1)-osios eilės kvadratinę matricą Šios matricos determinantas (žymima Mij) vadinamas matricos A elemento aijminoru. Kvadratinės matricos A elemento aijadjunktas(žymima Aij) yra skaičius, gaunamas pagal formulę
Determinantų skaičiavimas • Kvadratinės matricos A determinantas lygus bet kurios eilutės (bet kurio stulpelio) elementų ir jų adjunktų sandaugų sumai: čia i=1,2, ... , n. čia j=1,2, ... , n. • 1 išvada. Trikampės matricos determinantas lygus įstrižainės elementų sandaugai. • 2 išvada. Vienetinės matricos determinantas lygus 1.
Determinantų savybės • Bet kurios kvadratinės matricos determinantas lygus transponuotos matricos determinantui: det A = det AT. • Sukeitusbet kurias dvi determinanto eilutes vietomis, gaunamas determinantas, priešingas pradiniam. • Jei kvadratinė matrica turi dvi vienodas eilutes (du vienodus stulpelius), tai jos determinantas lygus nuliui. • Jei kvadratinė matricos kurios nors eilutės (stulpelio) visi elementai turi tą patį daugiklį, tai jį galima iškelti prieš determinanto ženklą. • Jei determinanto kurios nors eilutės (stulpelio) visi elementai lygus nuliui, tai determinantas lygus nuliui. • Determinantas, kurio dvi eilutės (stulpeliai) yra proporcingos, lygus nuliui. • Bet kurią determinanto eilutę (stulpelį) padauginus iš skaičiaus ir pridėjus prie kitos eilutės (stulpelio), determinanto reikšmė nekinta.
Kramerio taisyklė • Tarkime, kvadratinės tiesinių lygčių sistemos koeficientų matricos determinantas det A nelygus nuliui. Jo reikšmę pažymėkime
Kramerio taisyklė • Δ determinanto stulpelius paeiliui keiskime sistemos laisvųjų narių stulpeliu b=(b1; b2; ... ; bn)T ir apskaičiuokime tokius determinantus: • Skaičių rinkinys yra kvadratinės tiesinių lygčių sistemos sprendinys. • Šio sprendinio komponenčių xi , i=1,2, ... , n, skaičiavimo formulės vadinamos Kramerio formulėmis, o toks tiesinių lygčių sprendimo būdas – Kramerio taisykle.
Atvirkštinė matrica Matrica B vadinama matricos Aatvirkštinę, jeigu Matricos A atvirkštinė matrica žymime A-1. Tik kvadratinė matrica A gali turėti atvirkštinę matricą A-1. Kvadratinė matrica turi atvirkštinę tada ir tik tada, kai jos determinantas nelygus nuliui.
Atvirkštinės matricos skaičiavimas • Jeigu matricos determinantas Δ nelygus nuliui, tai yrajos atvirkštinė matrica; čia Aij – matricos A elementų aij adjunktai.
Atvirkštinės matricos metodas tiesinių lygčių sistemai spręsti • Remiantis matricų daugyba, bet kurią tiesinių lygčių sistemą galima užrašyti matricine lygtimi Ax=b; čia
Atvirkštinės matricos metodas tiesinių lygčių sistemai spręsti • Kai tiesinių lygčių sistema yra kvadratinė (m=n), tai ir jos matrica yra kvadratinė. Tada, jeigu det A ≠ 0, egzistuoja A-1 , ir Ax = b A-1Ax = A-1b Ex = A-1b x = A-1b
Determinantų savybės • Jei A ir B yra nxn matmenų matricos, a – skaičius, tai