diff --git a/KMA LAA/4. Determinant matice.md b/KMA LAA/4. Determinant matice.md index f602525..ab07358 100644 --- a/KMA LAA/4. Determinant matice.md +++ b/KMA LAA/4. Determinant matice.md @@ -1,8 +1,88 @@ # Determinant matice +## Permutace + +Vzájemně jednoznačné zobrazení konečné množiny na sebe. + +$$ +\pi_{1} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +5 & 3 & 2 & 1 & 4 +\end{pmatrix} \qquad \pi_{2} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +2 & 4 & 3 & 1 & 5 +\end{pmatrix} +$$ + +Můžeme je skládat (stejně jako funkce): + +$$ +\pi_{1} \circ \pi_{2} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +5 & 3 & 4 & 2 & 1 +\end{pmatrix} \qquad \pi_{2} \circ \pi_{1} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +1 & 3 & 2 & 5 & 4 +\end{pmatrix} +$$ + +### Transpozice + +Permutace $\pi$, pro kterou existují $i, j$ takové, že $\pi(i) = j, \pi(j) = i$ a $\pi(k) = k$ pro všechna $k \neq i, j$. +- v transpozici dojde pouze k **prohození dvou prvků** + +$$ +J_{1} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +1 & 4 & 3 & 2 & 5 +\end{pmatrix} \qquad J_{2} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +2 & 1 & 3 & 4 & 5 +\end{pmatrix} +$$ + +Každá **permutace** se dá vyjádřit jako složení **konečného počtu transpozic**. + +$$ +\pi_{2} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +2 & 4 & 3 & 1 & 5 +\end{pmatrix} = J_{1} \circ J_{2} = \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +1 & 4 & 3 & 2 & 5 +\end{pmatrix} \circ \begin{pmatrix} +1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +2 & 1 & 3 & 4 & 5 +\end{pmatrix} +$$ + +Znázornění jednotlivých transpozic (směrem dolů): + +$$ +\downarrow \quad \begin{matrix} +\text{začátek} & 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ +J_{1} & 1 & \mathbf{4} & 3 & \mathbf{2} & 5\\ +J_{2} & \mathbf{2} & 4 & 3 & \mathbf{1} & 5 +\end{matrix} +$$ + +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. + - $zn(\pi_1 \circ \pi_{2}) = zn(\pi_{1}) \cdot zn(\pi_{2})$ + ## Determinant -- **determinantem** čtvercové matice $A = [a_{ij}]$ řádu n je číslo: $\det(A) = \sum_{\pi}^{} zn(\pi)a_{1\pi(1)}a_{2\pi(2)}\dots a_{n\pi(n)}$ kde sčítáme přes všechny permutace na množině $\{1, 2, \dots, n\}$ +**Determinantem** čtvercové matice $A = [a_{ij}]$ řádu $n$ nazveme 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 - $det(A) = det(A^{T})$ @@ -15,9 +95,9 @@ - $i = \in {\{ 1, 2, ..., n \}}$ - $det(A) = a_{i1}A_{i1}+a_{i2}A_{i2} + ... + a_{in}A_{in} = \sum_{j=1}^{n}a_{ij}A_{ij}$ - elementární úpravy: - - prohození dvou řádků matice - - vynásobení (vydělení) řádku matice nenulovým číslem - - přičtení $k$-násobku $i$-tého řádku k $j$-tému + - 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 ### Věty