Úprava poznámek k determinantu v LAA

This commit is contained in:
Filip Znachor 2022-12-29 19:42:18 +01:00
parent 0076d62d47
commit 09086c58e2

View file

@ -1,33 +1,45 @@
# Determinant matice
## Determinant
- **Determinantem** čtvercové matice A = $[a_{ij}]$ řádu n je číslo: det(A) = $ \sum_{\pi}^{} zn(\pi)a_{1\pi(1)}a_{2\pi(2)}...a_{n\pi(n)} $
- kde sčítáme přes všechny permutace na množině {1, 2, ..., n}
- **determinantem** čtvercové matice $A = [a_{ij}]$ řádu n je číslo: $\det(A) = \sum_{\pi}^{} zn(\pi)a_{1\pi(1)}a_{2\pi(2)}\dots a_{n\pi(n)}$ 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}) $
- algebraický doplňek prvku $ (-1)^{i+j} det A[\cancel{i/j}] $ subdeterminant (minor) vzniklý z matice vynecháním i-tého řádku a j-tého sloupce.
- $det(A) = det(A^{T})$
- algebraický doplňek prvku $(-1)^{i+j} \det A[\cancel{i/j}]$
- subdeterminant (minor) vzniklý z matice vynecháním i-tého řádku a j-tého sloupce.
### Rozvoj podle i-tého řádku
- 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} $
- $i = \in {\{ 1, 2, ..., n \}}$
- $det(A) = a_{i1}A_{i1}+a_{i2}A_{i2} + ... + a_{in}A_{in} = \sum_{j=1}^{n}a_{ij}A_{ij}$
- 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 sloupcové elementární úpravy
- přičtení $k$-násobku $i$-tého řádku k $j$-tému
- pro determinanty můžeme využívat analogicky i sloupcové elementární úpravy
### Věty
- nechť matice B vznikne z matice A prohozením dvou řádků (sloupců) => 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 vyjde opačný k det(A)
- má-li matice A **dva stejné řádky** nebo **sloupce** => **det(A) = 0**
- DK: B vznikne z matice A prohozením dvou stejných řádků (sloupců)
- det (B) = -det(A) z předch. věty a B=A, tedy det(B) = det(A) => det(A)=det(B)=0
- nechť matice B vznikne z matice A vynásobením i-tého řádku (sloupce) číslem c => det(B) = c*det(A)
- DK: rozvoj v B podle i-tého řádku:
- $ det(B) = (c*a_{i1}*A_{i1} + c*a_{i2}*A_{i2} + ... + c*a_{in}*A_{in}) = c * (a_{i1}*A_{i1} + a_{i2}*A_{i2} + ... + a_{in}*A_{in}) = c * det(A) $
- má-li matice A nějaký řádek nebo sloupec nulový => det(A) = 0
- DK: rozvojem podle nulového řádku (sloupce)
- nechť matice B vznikne z matice A přičtením c-násobku i-tého řádku (slupce) k j-tému řádku (sloupci) (i $ \cancel = $ j) => det(B) = det(A)
- nechť A, B jsou matice řádu n => det(A*B) = det(A) * det(B)
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 $det(A)$
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).
- musí platit zároveň, že:
- $\det(B) = -\det(A)$ z předchozí věty, tedy $0 = -0$
- matice $B = A$, tedy $\det(B) = \det(A)$, proto $0 = 0$
- Z toho plyne, že determinant je nulový, tedy $\det(A)=\det(B)=0$.
Nechť matice B vznikne z matice A vynásobením $i$-tého řádku (sloupce) číslem $c$. Potom $\det(B) = c \cdot \det(A)$.
- **DK**: Rozvoj v matici B podle $i$-tého řádku:
- $\det(B) = (c \cdot a_{i1} \cdot A_{i1} + c \cdot a_{i2} \cdot A_{i2} + \dots + c \cdot a_{in} \cdot A_{in}) =$ $c \cdot (a_{i1} \cdot A_{i1} + a_{i2} \cdot A_{i2} + \dots + a_{in}*A_{in}) = c \cdot det(A)$
Má-li matice A nějaký řádek nebo sloupec nulový, potom $\det(A) = 0$
- **DK**: Rozvojem podle nulového řádku (či sloupce).
Nechť matice B vznikne z matice A přičtením $c$-násobku $i$-tého řádku (slupce) k $j$-tému řádku (sloupci) ($i \neq j$). Potom $\det(B) = \det(A)$.
Nechť A, B jsou matice řádu $n$. Potom $\det(A \cdot B) = det(A) \cdot det(B)$.