Úpravy poznámek k determinantům v LAA

This commit is contained in:
Filip Znachor 2023-01-12 15:38:34 +01:00
parent 55e3e26388
commit 03e89c2033

View file

@ -66,14 +66,16 @@ J_{2} & \mathbf{2} & 4 & 3 & \mathbf{1} & 5
\end{matrix}
$$
### Znaménko permutace $\pi$
Permutace je **sudá nebo lichá** podle sudého nebo lichého počtu transpozic.
- **Znaménko permutace** $\pi$ je pak číslo
$$
zn(\pi) = \begin{cases}1, \text{je-li } \pi \text{ sudá} \\ -1, \text{je-li } \pi \text{ lichá}\end{cases}
$$
- Znaménko permutace vzniklé složením dvou permutací se rovná součinu znamének každé permutace.
- $zn(\pi_1 \circ \pi_{2}) = zn(\pi_{1}) \cdot zn(\pi_{2})$
$$
zn(\pi) = \begin{cases}1, \text{je-li } \pi \text{ sudá} \\ -1, \text{je-li } \pi \text{ lichá}\end{cases}
$$
Znaménko permutace vzniklé složením dvou permutací se rovná součinu znamének každé permutace.
- $zn(\pi_1 \circ \pi_{2}) = zn(\pi_{1}) \cdot zn(\pi_{2})$
## Determinant
@ -85,23 +87,29 @@ kde sčítáme přes všechny permutace na množině $\{1, 2, \dots, n\}$.
- determinant je suma všech permutací vzniklých z diagonálního řádku matice, kde sudá permutace je s kladným znaménkem a lichá se záporným
- v součinu prvků v definici determinantu je z každého řádku a z každého sloupce vybrán právě jeden prvek
- $det(A) = det(A^{T})$
- $\det(A) = \det(A^{T})$
### Algebraický doplněk matice
Subdeterminant (minor) vzniklý z matice vynecháním $i$-tého řádku a $j$-tého sloupce.
- $(-1)^{i+j} \det A[\cancel{i/j}]$
### Rozvoj podle i-tého řádku
Symbolem $A[\cancel{i/j}]$ značíme matice A s vynechaným $i$-tým řádkem a $j$-tým sloupcem.
- A je čtvercová matice řádu $n$
- $i \in {\{ 1, 2, ..., n \}}$
- $det(A) = a_{i1}A_{i1}+a_{i2}A_{i2} + ... + a_{in}A_{in} = \sum_{j=1}^{n}a_{ij}A_{ij}$
- elementární úpravy:
- prohození dvou řádků matice
- vynásobení (vydělení) řádku matice nenulovým číslem
- přičtení $k$-násobku $i$-tého řádku k $j$-tému
- pro determinanty můžeme využívat analogicky i sloupcové elementární úpravy
### Rozvoj podle i-tého řádku (sloupce)
Nechť A je čtvercová matice řádu $n$ a $i \in {\{ 1, 2, \dots, n \}}$.
$\displaystyle \det(A) = a_{i1}A_{i1}+a_{i2}A_{i2} + \dots + a_{in}A_{in} = \sum_{j=1}^{n}a_{ij}A_{ij}$
**Elementární úpravy**:
- prohození dvou řádků matice
- vynásobení (vydělení) řádku matice nenulovým číslem
- přičtení $k$-násobku $i$-tého řádku k $j$-tému
Pro determinanty můžeme využívat analogicky i sloupcové elementární úpravy, protože $\det(A) = \det(A^T)$.
Rozvojem se řeší všechny determinanty řádu $\geq 4$.
### Vlastnosti determinantu
@ -109,8 +117,8 @@ Subdeterminant (minor) vzniklý z matice vynecháním $i$-tého řádku a $j$-t
2. Výměna řádků otočí znaménko
3. Vynásobení řádku číslem $a$ znamená $a \cdot \det \dots$
4. $\displaystyle\begin{bmatrix}a+a' & b+b' \\ c & d\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}a & b \\ c & d\end{bmatrix} + \begin{bmatrix}a' & b' \\ c & d\end{bmatrix}$
5. Dva stejné řádky $\implies \det A = 0$
6. Řádek samých nul $\implies \det A = 0$
5. Dva stejné řádky/sloupce $\implies \det A = 0$
6. Řádek/sloupec samých nul $\implies \det A = 0$
7. Přičtení $a$-násobku jiného řádku $\implies \det A$ je stejný
8. Trojúhelníková matice $\implies \det A$ je součin prvků na diagonále
9. Singulární matice $\implies \det A = 0$ (nesingulární $\implies \det A \neq 0$)
@ -120,8 +128,7 @@ Subdeterminant (minor) vzniklý z matice vynecháním $i$-tého řádku a $j$-t
### Věty
Nechť matice B vznikne z matice A prohozením dvou řádků (sloupců). Potom $\det(B) = -\det(A)$.
- **DK**: Prohozením dvou řádků (sloupců) se změní počet transpozic v každé permutaci o 1, tedy znaménka se změní v opačná.
- z definice determinantu pak plyne, že determinant vyjde opačný k $det(A)$
- **DK**: Prohozením dvou řádků (sloupců) se změní počet transpozic v každé permutaci o 1, tedy znaménka se změní v opačná. Z definice determinantu pak plyne, že determinant vyjde opačný k $\det(A)$.
Má-li matice A **dva stejné řádky** nebo **sloupce**, potom $\det(A) = 0$.
- **DK**: Matice B vznikne z matice A prohozením dvou stejných řádků (sloupců).