Chương 2: Ma trận và định thức - Đại số tuyến tính | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

Chương 2: Ma trận và định thức - Đại số tuyến tính | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

Môn:
Thông tin:
47 trang 8 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Chương 2: Ma trận và định thức - Đại số tuyến tính | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

Chương 2: Ma trận và định thức - Đại số tuyến tính | Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

38 19 lượt tải Tải xuống
Đại số Tuyến tính
Giảng viên: Đào Như Mai
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
1
Chương 2: Ma trận định thức
Định nghĩa
Các phép biến đổi cấp
Các phép toán đối với ma trận
Hạng của ma trận
Ma trận nghịch đảo
Định thức
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
2
1. Định nghĩa
Ma trận cấp một bảng số (thực hoặc phức) gồm  hàng
cột, được ký hiệu bởi .=(

)
×
=









×
dụ =
3 4 1
2 0 5

ma trận thực cấp 2x3,
Ma trận 2 hàng, 3 cột. Các phần tử của ma trận :

=3;

=4;

=1;

=2;

=0;

=5
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
3
Cột j
Hàng i
1. Định nghĩa
Tập hợp tất cả các ma trận cấp mxn trên trường được
hiệu

.
Ma trận không: ma trận các phần tử 0 được gọi
ma trận không, ký hiệu 0. ( i, j).

=0,
Phần tử sở của hàng phần tử khác 0 đầu tiên trên
hàng đó tính từ bên trái.
Hàng bằng 0: hàng chứa mọi phần tử 0
Ma trận bậc thang
1. Hàng bằng 0 luôn nằm dưới hàng khác 0.
2. Phần tử sở của hàng dưới nằm bên phải so với phần tử
sở của hàng trên.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
4
1. Định nghĩa
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
5
4 5
2 1 0 3 2
0 0 7 2 6
0 4 1 2 5
0 0 0 0 0
A
Không ma trận
bậc thang
5000
3000
2112
B
54
00000
52000
41700
22031
A
7000
3100
2021
B
ma trận bậc thang
dụ
32
904
312
A
1. Định nghĩa
Ma trận chuyển vị
=(

)

của ma trận
=(

)

ma trận, thu được từ ma trận bằng
cách chuyển hàng thành cột
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
6
23
93
01
42
T
A
1. Định nghĩa
Ma trận vuông cấp ma trận số hàng số cộtnA
của bằng nhau bằng .
Tập hợp các ma trận vuông cấp trên trường số được
hiệu bởi
.
Đường chéo chính của ma trận vuông , là=(

)

đường thẳng nối các phần tử
  
, ,,
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
7
2 3 1 1
3 4 0 5
2 1 3 7
2 1 6 8
1. Định nghĩa
Ma trận vuông được gọi ma trận tam =(

)

giác trên nếu:

=0, >
Ma trận vuông được gọi ma trận tam =(

)

giác dưới nếu: .

=0, <
Ma trận vuông được gọi ma trận chéo=(

)

nếu: .

=0,
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
8
2 1 0 1
0 1 1 0
0 0 2 3
0 0 0 1
A
A
2 0 0 0
0 1 0 0
0 0 2 0
0 0 0 1
A
1. Định nghĩa
Ma trận vuông được gọi ma trận đơn vị nếu =(

)

ma trận chéo, và các phần tử nằm trên đường chéo chính bằng 1.

=
1,=
0,
. Ma trận đơn vị thường được hiệu ,.
Ma trận vuông được gọi ma trận đối xứng nếu: =(

)


=

.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
9
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
E
073
741
312
A
2. Các phép biến đổi cấp
Các phép biến đổi cấp (PBĐSC) đối với hàng
Nhân vào một hàng tùy ý với một số khác 0:
, 0 .
Cộng vào một hàng một hàng khác đã được nhân với một số tùy ý:
+
.
Đổi chỗ 2 hàng tùy ý:
.
Tương tự ta 3 phép biến đổi cấp đối với cột.
Chú ý: các PBĐSC là các phép biến đổi bản, thường dùng nhất.
Mọi ma trận đều thể đưa về ma trận bậc thang bằng các PBĐSC
đối với hàng.
Chú ý: khi dùng các PBĐSC đối với hàng thu được nhiều ma trận
bậc thang khác nhau.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
10
2. Các phép biến đổi sơ cấp
dụ. Đưa ma trận A về dạng bậc thang
Bước 1: bắt đầu từ cột khác không đầu tiên từ bên trái. Chọn
phần tử khác không tùy ý làm phần tử sở
Bước 2: dùng phép biến đổi cấp đối với hàng, khử tất cả
các phần tử còn lại của cột đó
Bước 3: che tất cả các hàng từ hàng chứa phần tử sở
những hàng trên nó. Áp dụng bước 1 và 2 cho ma trận còn lại.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
11
0 1 1 0 3
0 1 0 1 1
0 2 1 1 2
4 4 1
h h h
2 2 1
2
h h h
3 3 1
3h h h
1 1 1 2 1
2 3 1 4 5
3 2 3 7 4
1 1 2 3 1
A
3 3 2
4 4 2
2
0 0 1 1 4
0 0 1 1 4
h h h
h h h
4 4 3
1 1 1 2 1
0 1 1 0 3
0 0 1 1 4
0 0 0 0 0
h h h
dụ
Đưa ma trận A về dạng bậc thang
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
12
1 1 2 1 1
2 1 3 4 2
3 4 7 3 1
1 3 4 7 3
3 3 1
3h h h
2 2 1
2h h h
4 4 1
h h h
0 1 1 2 0
0 1 1 0 4
0 2 2 8 4
4 4 2
2h h h
1
0 0 0 2 4
0 0 0 4 4
4 4 3
2h h h
1 1 2 1 1
0 1 1 2 0
0 0 0 2 4
0 0 0 0 12
3 3 2
h h h
3. Các phép toán đối với ma trận
Cho 2 ma trận:
=( ,=(

)
  
) ,
Hai ma trận này được gọi bằng nhau nếu:
Chúng cùng cấp.
Các phần tử ở cùng vị trí tương ứng bằng nhau:

=

Tổng hai ma trận này ), thực hiện được nếu:( +
Chúng cùng cấp.
Các phần tử ở cùng vị trí tương ứng cộng lại.
=
−1 2 4
3 0 5
;=
3 2 −6
1 4 7
; + =
2 4 −2
4 4 12
.
Nhân ma trận với 1 số, ta lấy số đó nhân với tất cả các phần tử
của ma trận.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
13
503
421
A
1006
842
2 A
3. Các phép toán đối với ma trận
Tính chất (phép công ma trận nhân ma trận với 1 số)
Cho A, B là các ma trận cùng cấp, k và m là các số
A+B=B+A
(A+B)+C=A+(B+C)
A+0=A
k(A+B)=kA+kB
k(mA)=(km)A
(k+m)A=kA+mA
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
14
3. Các phép toán đối với ma trận
Nhân 2 ma trận
Cho =( ,=(

)
 
)

. Tích .==(

)

,
trong đó:

=



=


+


+ +


Để tìm phần tử

ở ma trận tích:
lấy hàng của ma trận của ma trận nhân với cột
(coi như nhân tích hướng hai véctơ với nhau).
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
15
1
2
1 2
*
* *
... ... ...
*
j
j
i i ip
pj
ij
b
b
AB a a a
b
c
3. Các phép toán đối với ma trận
dụ Tính tích AB
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
16
342
103
221
;
014
412
BA
11 12 13
21 22 23
1 2 2
2 1 4
3 0 1
4 1 0
2 4 3
c c c
A B
c c c
11
c
2 1 4
1
3
2
2 1 ( 1) 3 4 2 7
7 12 15
7 8 9
12
2 ( 2) ( 1) 0 4 4 12c
13
2 2 ( 1) 1 4 3 15c
21
4 1 1 3 0 2 7c
22
4 ( 2) 1 0 0 4 8c
23
4 2 1 1 0 3 9c
dụ
Tính
Tính f(A)
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
17
2 3 2
1 2 1 1 2 12
1 2 3
3 0 4 2 13 10
1 1 4
2
( ) 3 4 5f x x x
2 3
4 1
A
2 3 2 3 2 3 1 0
( ) 3 4 5
4 1 4 1 4 1 0 1
f A
8 9 8 12 5 0
( ) 3
12 11 16 4 0 5
f A
24 27 3 12 21 39
( )
36 33 16 1 52 34
f A
3. Các phép toán đối với ma trận
Ví dụ
=
2 −1
4 1
,=
1
3
, tìm ma trận : =
Cấp của ma trận 2x1, đặt
=
.
=
2 −1
4 1
=
1
3
.
2
4+
=
1
3
2=1
4+ =3
=2/3
=1/3
.
Do đó:
=
2/3
1/3
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
18
3. Các phép toán đối với ma trận
Tính chất của phép nhân 2 ma trận
 = 
b. + =+ 
c. + =+ 
d. = =
e.  =  =()
f. () =
Chú ý
Nói chung: .
= =.
=0=0 =0hoặc .
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
19
3. Các phép toán đối với ma trận
Phép lũy thừa
Cho ma trận =( =.

)

:
Quy ước:
=.
Xét =
+ + +


+
;=(
 
)
Khi đó: =
+


+ +
+
.
dụ =
2 −1
3 4
, =2
4+ 3. Tính
=2
4 + 3 =
=2
2 −1
3 4
2 −1
3 4
4
2 −1
3 4
+ 3
1 0
0 1
=
=2
1 −6
18 13
8 −4
12 16
+
3 0
0 3
=
−3 −8
24 13
.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
20
3. Các phép toán đối với ma trận
Ví dụ
1.
=
1 3
0 1
,tính A

=
1 3
0 1
1 3
0 1
=
1 6
0 1
;
=
1 3
0 1
1 6
0 1
=
1 9
0 1
A

=
1 200 × 3
0 1
2.
=
2 3
0 2
. Tính

=2
1 3/2
0 1
A

=2

1 300
0 1
=
2

300 × 2

0 2

3.
=
1 1
1 1
. Tính

=
1 1
1 1
1 1
1 1
=2
1 1
1
1
=2AA

=2

1 1
1 1
=
2

2

2

2

23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
21
3. Các phép toán đối với ma trận
Ví dụ
4.
=
3 2
2 3
. Tính

B và E giao hoán nhau nên ta dùng nhị thức Newton:
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
22
1 1 1 0
2 2
1 1 0 1
A B E
1
2
n n
B B
200 200 199
0 1 200 200
200 200 200
2 2 2 ...
B E C B C B C E
0 200 200 1 1 199 199 1 200 200
200 200 200
2 .2 2 .2 ...
C B C B C E
0 200 1 199 199 200
200 200 200 200
4 4 ... .4
2
B
C C C C E
200
4 1 1 .
2
B
E
4. Hạng của ma trận
ĐN: Giả sử được đưa về ma trận bậc thang

bằng
các phép biến đổi cấp theo hàng, khi đó ta gọi hạng
của ma trận số các hàng khác 0 của ma trận bậc
thang . Ký hiệu: . ()
= số hàng khác không của ma trận bậc thang .
dụ tìm hạng của ma trận A
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
23
1 2 1 1
2 4 2 2
3 6 3 4
A
1 2 1 1
0 0 0 0
0 0 0 1
2 3
1 2 1 1
0 0 0 1
0 0 0 0
h h
( ) 2r A
2 2 1
3 3 1
2
3
h h h
h h h
1 2 1 1
2 4 2 2
3 6 3 4
A
4. Hạng của ma trận
dụ. Tìm hạng ma trận
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
24
2 3 1 4
3 4 2 9
2 0 1 3
A
2 2 1
3 3 1
2 3h h h
h h h
2 3 1 4
0 1 1 6
0 3 0 1
3 3 2
3h h h
2 3 1 4
0 1 1 6
0 0 3 19
( ) 3r A
2523:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
Tìm m sao cho r(A) =3
1 1 1 2
2 3 4 1
3 2 1
A
m m
1 1 2
2 3 4
2 1
1
1
3
A
m m
1 1 2
0 2 3
0 1 3
1
5
1
m m
1 1 2
0 2 3
0 0 1
1
1
8
m m
h1 -> h1
h2 -> h2 – 2h1
h3 -> h3 – 3h1
h1 -> h1
h2 -> h2
h3 -> h3 + h2
=3,∀.
4. Hạng của ma trận
Tính chất của hạng
=0=0.
=(

)

min , .
é đ  à
thì =().
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
26
5. Ma trận nghịch đảo
ĐN. Ma trận vuông được gọi ma trận khả nghịch

nếu tồn tại ma trận sao cho: , ma ==
trận đơn vị. Khi đó được gọi ma trận nghịch đảo của
ma trận , ký hiệu:

Chú ý: Không phải ma trận vuông

nào cũng khả nghịch.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
27
2 2
2 1
5 3
A
2 2
3 1
5 2
B
xét
2 1 3 1 1 0
5 3 5 2 0 1
AB E
3 1 2 1 1 0
5 2 5 3 0 1
BA E
1
3 1
5 2
A B
5. Ma trận nghịch đảo
Ma trận khả nghịch được gọi ma trận không suy biến.
Ma trận không khả nghịch được gọi ma trận suy biến.
Ma trận nghịch đảo của ma trận

duy nhất
Định (sự tồn tại của A ).
-1
Cho ma trận vuông , các mệnh đề sau tương đương:

1. Tồn tại

( không suy biến).
2. =.
3. .=0 =0
4.
é đ  à
.
Cách tìm A
-1
: Cho ma trận vuông :

|
é đ  à
|

23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
28
5. Ma trận nghịch đảo
Ví dụ. Tìm ma trận nghịch đảo của ma trận
=
1 1 1
1 2 2
1 2 3

=
2 −1 0
−1 2 −1
0 −1 1
| =
1 1 1
1 2 2
1 2 3
1 0 0
0 1 0
0 0 1
~
1 1 1
0 1 1
0 1 2
1 0 0
−1 1 0
−1 0 1
~
1 1 1
0 1 1
0 0 1
1 0 0
−1 1 0
0 −1 1
~
1 1 0
0 1 0
0 0 1
1 1 −1
−1 2 −1
0 −1 1
~
1 1 0
0 1 0
0 0 1
1 1 −1
−1 2 −1
0 −1 1
~
1 0 0
0 1 0
0 0 1
2 −1 0
−1 2 −1
0 −1 1
~ |

23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
29
5. Ma trận nghịch đảo
Tính chất của ma trận nghịch đảo
Đối với 2 ma trận khả nghịch , các khẳng định sau:
1.
 
=.
2.
. ma trận khả nghịch.
3.


=
 
.
4.

=

.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
30
dụ
Tìm ma trận nghịch đảo của
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
31
1 1 1
2 3 1
3 4 1
A
1 1 1 1 0 0
2 3 1 0 1 0
3 4 1 0 0 1
1 1 1 1 0 0
0 1 3 2 1 0
0 1 4 3 0 1
1 1 1 1 0 0
0 1 3 2 1 0
0 0 1 1 1 1
1 0 4 3 1 0
0 1 3 2 1 0
0 0 1 1 1 1
1 0 0 1 5 4
0 1 0 1 4 3
0 0 1 1 1 1
1
1 5 4
1 4 3
1 1 1
A
dụ
Tìm m để A khả nghịch
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
32
1 1 2
2 1
3 2 1
A m
1 1 2 1 0 0
2 1 0 1 0
3 2 1 0 0 1
m
1 1 2 1 0 0
0 1 4 2 1 0
0 1 5 3 0 1
m
1 1 2 1 0 0
0 1 4 2 1 0
0 0 1 1 1 1
m
m
1 0 2 1 1 0
0 1 4 2 1 0
0 0 1 1 1 1
m
m
m
0m
1 0 0 1 3 2
0 1 0 2 5 4
0 0 1 1 1 1
1 0 2 1 1 0
0 1 4 2 1 0
0 0 1 1 1 1
Tiếp
dụ
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
33
2m
1 0 4 1 1 0
0 1 6 2 1 0
0 0 1 1 1 1
1 0 0 5 3 4
0 1 0 8 5 6
0 0 1 1 1 1
1 1 2
2 1
3 2 1
A m
0m
1 1 2
2 1 0
3 2 1
A
1
A
2m
1 1 2
2 1 2
3 2 1
A
1
5 3 4
8 5 6
1 1 1
A
6. Định thức Định nghĩa
Cho ma trận vuông , định thức của=( )
 
một
số, ký hiệu det() hoặc .||
Ký hiệu

ma trận nhận được từ ma trận bằng
cách bỏ đi hàng , cột .
Định nghĩa định thức bằng quy nạp
=1:=

det ()=

=2:=




det
=

det


det

=


 
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
34
6. Định thức Định nghĩa
=3:=



  
  
det
=

det


det

+

det

=

 







+
+
   
(

)
=
 

+
 

+



 

  
  
=:=




det
=

det


det

+

det

+
+
−1


det

=
= (−1)


det(

)

23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
35
Định thức Định nghĩa
Định lý. Ta có thể tính định thức bằng cách khai triển
theo bất kỳ hàng hoặc cột tùy ý nào đó.
Khai triển định thức theo hàng
det =det


= (−1)


det(

)

Khai triển định thức theo cột
det =det


= (−1)


det(

)

23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
36
Định thức – Định nghĩa
Ví dụ
Cho ma trận A, tính det()
a. Khai triển định thức theo hàng thứ 3:
det()=4.(−1)

−1 3
2 2
=−32
b. Khai triển theo cột 2 ta có:
det()=(−3). −1

3 1 4
−2 3 2
4 −1 5
=87.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
37
2 3 3 2
3 0 1 4
b.
2 0 3 2
4 0 1 5
A
3 1 3
a. 5 2 2
4 0 0
A
Định thức Định nghĩa
Quy tắc tính định thức của ma trận vuông cấp 3













 

 
(+) (-)
Định thức của ma trận tam giác bằng tích các phần tử
nằm trên đường chéo chính
det()=2. −3 .5.4.1=−120
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
38
2 1 3 0 4
0 3 6 7 1
0 0 5 2 8
0 0 0 4 9
0 0 0 0 1
A
Định thức Tính chất
1. det
=det().
Các tính chất của định thức khi phát biểu cho hàng thì
cũng đúng khi phát biểu cho cột.
2. Đổi chỗ 2 hàng (2 cột) của ma trận thì định thức của
ma trận đổi dấu.
3. .det AB =det A det(B)
4. Ma trận ng (hoặc cột) bằng 0, thì . det =0
5. Ma trận 2 hàng (hoặc 2 cột) tỷ lệ, thì . det =0
6. Khi nhân hàng (cột) của ma trận với , thì địnhsố 0
thức của ma trận mới bằng lần định thức của ma trận
ban đầu.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
39
Định thức – Tính chất
7.



+





+





+


=









+












8. Ma trận 1 hàng (1 cột) là tổ hợp tuyến tính của
các hàng (cột) khác thì det =0.
Chú ý: .det + det + det()
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
40
Định thức Tính chất
Sử dụng phép biến đổi cấp theo hàng để tính định thức
1.
Nếu
. ; 
thì .det =det()
2.
Nếu
.
thì .det =det()
3.
Nếu

thì .det =det()
Định lý. Hạng của ma trận A bằng r nếu tồn tại một ma
trận vuông cấp r có định thức khác 0, và tất cả các ma
trận vuông cấp lớn hơn r có định thức bằng 0.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
41
Định thức Tính chất
Nguyên tắc tính định thức sử dụng phép biến đổi cấp
Bước 1: Chọn 1 hàng (hoặc 1 cột) tùy ý.
Bước 2: Chọn 1 phần tử khác 0 tùy ý của ng (hoặc cột)
bước 1, dùng phép biến đổi cấp, khử tất cả các phần
tử khác.
Bước 3: Khai triển theo hàng (hoặc cột) đã chọn.
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
42
Định thức dụ
Tính định thức của ma trận A
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
43
:
1 1 2 1
2 3 5 0
det( )
3 2 6 2
2 1 3 1
A
h1 -> h1
h2 -> h2 – 2.h1
h3 -> h3 – 3.h1
h4 -> h4 + 2.h1
1 1 2 1
0 1 1 2
0 1 0 1
0 3 7 1
1 1 2 1
2 3 5 0
3 2 6 2
2 1 3 1
A
1 1 2 1
0 1 1 2
0 1 0 1
0 3 7 1
Khai triển
theo cột 1
1 1
1 1 2
1.( 1) 1 0 1
3 7 1
19
Định thức dụ
Tính định thức của ma trận A
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
44
2 3 2
5 8 0
5 5 0
1 4
2 3 2
1 ( 1) 3 5 2
1 1 4
0411
0253
0232
1123
1314
2413
0232
1123
||
A
3 3 1
2 h h h
4 4 1
h h h
1 3
5 8
( 2) ( 1) 30
5 5
3 2 1 1
2 3 2 0
3 1 4 2
4 1 3 1
A
Định thức – ứng dụng
Công thức tính ma trận nghịch đảo

Nếu , thìdet()0 ∃

, và

được xác định như
sau:

=
1
det()
,
trong đó:
=




,
với:

=(−1)

det(

).
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
45
Định thức
Định lý.
Ma trận vuông khả nghịch .det()0
Giả sử ma trận vuông khả nghịch:
det

=
1
det()
Nếu =thì không suy biến .=

Nếu =thì không suy biến . =

Giả sử ma trận khả nghịch:

=

,


=
1

, ∀0
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
46
Định thức – Ví dụ
Tìm ma trận nghịch đảo của ma trận A
Do khả nghịch, hay det =−20 ∃


=(−1)

3 1
4 0
=−4;

= −1

2 1
3 0
=3;

=(−1)

2 3
3 4
=−1;

= −1

1 1
4 0
=4 .

=(−1)

1 1
3 0
=−3;

= −1

1 1
3 4
=−1 .

=(−1)

1 1
3 1
=−2;

= −1

1 1
2 1
=1 .

=(−1)

1 1
2 3
=1 .
23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội
47
1 1 1
2 3 1
3 4 0
A
1
4 4 2 2 1 1
1
3 3 1 3 / 2 3 / 2 1 / 2
2
1 1 1 1/ 2 1 / 2 1/ 2
A
| 1/47

Preview text:

Đại số Tuyến tính Giảng viên: Đào Như Mai 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 1
Chương 2: Ma trận và định thức  Định nghĩa
 Các phép biến đổi sơ cấp
 Các phép toán đối với ma trận  Hạng của ma trận  Ma trận nghịch đảo  Định thức 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 2 1. Định nghĩa
 Ma trận cấp    là một bảng số (thực hoặc phức) gồm  hàng
và  cột, được ký hiệu bởi  = ( . )×  …  …  ⋮ ⋮ ⋮  =  …  …  Hàng i ⋮ ⋮ ⋮
 …  …  × Cột j  Ví dụ  = 3 4 1 2 0 5 ma trận thực cấp 2x3, 
 Ma trận  có 2 hàng, 3 cột. Các phần tử của ma trận :
 = 3;  = 4;  = 1;  = 2;  = 0;  = 5 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 3 1. Định nghĩa
 Tập hợp tất cả các ma trận cấp mxn trên trường  được
ký hiệu là   .
 Ma trận không: ma trận có các phần tử là 0 được gọi là
ma trận không, ký hiệu 0. ( i, j).  = 0, 
 Phần tử cơ sở của hàng là phần tử khác 0 đầu tiên trên
hàng đó tính từ bên trái.
 Hàng bằng 0: hàng chứa mọi phần tử là 0  Ma trận bậc thang
1. Hàng bằng 0 luôn nằm dưới hàng khác 0.
2. Phần tử cơ sở của hàng dưới nằm bên phải so với phần tử cơ sở của hàng trên. 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 4 1. Định nghĩa Không là ma trận bậc thang  Ví dụ  2 1 0 3 2   2 1 1 2     0 0 7 2 6    A   B  0 0 0 3    0 4 1 2 5     0 0 0 5 0 0 0 0 0     45 ma trận bậc thang 1 3 0 2  2   0 0 7 1 4 1 2 0 2      A   0 0 0  2 5  B  0 0 1 3      0 0 0 0 0  0 0 0 7  4 5  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 5 1. Định nghĩa
 Ma trận chuyển vị  = () của ma trận
 = () là ma trận, thu được từ ma trận  bằng
cách chuyển hàng thành cột  2 4 2 1 3   A   T A  1 0    4 0 923   3 93  2  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 6 1. Định nghĩa
 Ma trận vuông cấp nAlà ma trận có số hàng và số cột
của bằng nhau và bằng .
 Tập hợp các ma trận vuông cấp  trên trường số  được ký hiệu bởi   .
 Đường chéo chính của ma trận vuông  = ( , là )
đường thẳng nối các phần tử , , … ,   2 3 1 1    3 4 0 5     2 1 3 7    2 1 6 8    23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 7 1. Định nghĩa
 Ma trận vuông  = (
được gọi là ma trận tam )
giác trên nếu:  = 0,  > 
 Ma trận vuông  = (
được gọi là ma trận tam ) giác dưới nếu:  .  = 0,  < 
 Ma trận vuông  = (
được gọi là ma trận chéo ) nếu:  .  = 0,  ≠  2 1 0 1 2 0 0 0 2 0 0 0    0 1 1 0  0 1 0 0 0 1 0 0 A    A    A   0 0 2 3 1 0 2  0 0 0 2  0       0 0 0 1 1 2   3 1 0 0 0 1 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 8 1. Định nghĩa
 Ma trận vuông  = (
được gọi là ma trận đơn vị nếu là ) 
ma trận chéo, và các phần tử nằm trên đường chéo chính bằng 1.
  = 1,  = 
0,  ≠  . Ma trận đơn vị thường được ký hiệu là , .
 Ma trận vuông  = (
được gọi là ma trận đối xứng nếu: )  =  . 1 0 0 0  2 1 3    0 1 0 0 E    A 1 4 7 0 0 1 0      3 7 0 0 0 0 1 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 9
2. Các phép biến đổi sơ cấp
 Các phép biến đổi sơ cấp (PBĐSC) đối với hàng
 Nhân vào một hàng tùy ý với một số khác 0:
ℎ → ℎ,  ≠ 0 .
 Cộng vào một hàng một hàng khác đã được nhân với một số tùy ý:
ℎ → ℎ + ℎ .
 Đổi chỗ 2 hàng tùy ý: ℎ ↔ ℎ .
 Tương tự ta có 3 phép biến đổi sơ cấp đối với cột.
 Chú ý: các PBĐSC là các phép biến đổi cơ bản, thường dùng nhất.
 Mọi ma trận đều có thể đưa về ma trận bậc thang bằng các PBĐSC đối với hàng.
 Chú ý: khi dùng các PBĐSC đối với hàng thu được nhiều ma trận bậc thang khác nhau. 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 10
2. Các phép biến đổi sơ cấp
 Ví dụ. Đưa ma trận A về dạng bậc thang
 Bước 1: bắt đầu từ cột khác không đầu tiên từ bên trái. Chọn
phần tử khác không tùy ý làm phần tử cơ sở
 Bước 2: dùng phép biến đổi sơ cấp đối với hàng, khử tất cả
các phần tử còn lại của cột đó
 Bước 3: che tất cả các hàng từ hàng chứa phần tử cơ sở và
những hàng trên nó. Áp dụng bước 1 và 2 cho ma trận còn lại.  1 1 1 2 1    2 h h 2 2h1 2 3 1 4 5   0 1 1 0 3 A   h  h  3h 3 h  3 h h 2    3 3 1    3 2 3 7 4  0 1  0 1 1 h h 2 4 4 h 2  0 0 1 1 4  h  h  h 4 4 1      1 1 2 3 1   0 2 1 1 2    0 0 1 1 4 1 1 1  2 1    h h  0 1 1 0 3 4 4 h 3   0 0 1 1 4  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội   11 0 0 0 0 0  Ví dụ
 Đưa ma trận A về dạng bậc thang  1 1 2 1 1      h  h  2h h  h  h 2 1 3 4 2 2 2 1  0 1 1 2 0  3 3 2  h  h  3h h h  2h 3 4 7 3 1  3 3 1  0 1 1 0 4  4 4 2  4 h  4 h h  1   1 3 4 7 3      0 2 2 8 4   1  1 1 2 1 1      0 1 1 2 0   4 h h 4 2h 3   0 0 0 2 4      0 0 0 2 4    0 0 0 4  4   0 0 0 0 12 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 12
3. Các phép toán đối với ma trận
Cho 2 ma trận:  = (),  = (),
 Hai ma trận này được gọi là bằng nhau nếu:  Chúng cùng cấp.
 Các phần tử ở cùng vị trí tương ứng bằng nhau: =
 Tổng hai ma trận này ( + ), thực hiện được nếu:  Chúng cùng cấp.
 Các phần tử ở cùng vị trí tương ứng cộng lại.  = −1 2 4 3 0 5 ;  = 3 2 −6 1 4 7 ;  +  = 2 4 −2 4 4 12 .
 Nhân ma trận với 1 số, ta lấy số đó nhân với tất cả các phần tử của ma trận. 1 2 4   2 4 8  A    2 A    3 0 5  6 0 10 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 13
3. Các phép toán đối với ma trận
 Tính chất (phép công ma trận và nhân ma trận với 1 số)
Cho A, B là các ma trận cùng cấp, k và m là các số  A+B=B+A  (A+B)+C=A+(B+C)  A+0=A  k(A+B)=kA+kB  k(mA)=(km)A  (k+m)A=kA+mA 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 14
3. Các phép toán đối với ma trận  Nhân 2 ma trận
 Cho  = (),  = (). Tích .  =  = () , trong đó:    = ∑ 
  =  +  + ⋯ + 
 Để tìm phần tử  ở ma trận tích:
• lấy hàng  của ma trận  nhân với cột  của ma trận 
• (coi như nhân tích vô hướng hai véctơ với nhau).  1 b j   *     *   b *  2 j    AB a   1i ia 2 . . a . . c . . ip     ij   *         p b j  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 15
3. Các phép toán đối với ma trận  Ví dụ Tính tích AB  1  2 2 2 1 4   A  ;B   3 0 1 4 1 0    2 4 3  1 2 2  2 1  4    1
c 1 c 12 c 13  7 12 15 AB   3 0 1    4 1 0            2 c 1 c 22 c 23 7 8  9    2 4 3   1    1 c  2 1  4 1 3  21 ( 1  )3  4 2  7   2   2
c 1  4113 0 2  7 1 c 2  2( 2)   ( 1  ) 0  4 4 12 2 c 2  4( 2
 ) 10  0 4  8  c        1 c 3  2 2  ( 1  )1 4 3 15 23 4 2 1 1 0 3 9 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 16 Ví dụ  2 3 2    Tính  1  2 1   1  2 12 1 2 3    3 0 4      2 13 10 1   1 4    2 3    Tính f(A) 2 f (x )  3x  4x  5 A  4 1     2 3 2 3  2 3  1 0 f (A )  3  4  5
 4 1  4 1   4 1   0 1         8  9    8 1  2  5 0  f (A )  3    12 11   16 4     0 5     24 27  3 12  21 39 f (A)      36 33   16 1     52 34     23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 17
3. Các phép toán đối với ma trận  Ví dụ  = 2 −1
4 1 ,  = 13 , tìm ma trận :  = 
Cấp của ma trận  là 2x1, đặt  =  .  =  ↔ 2 −1  4 1  = 13 . ↔ 2 − 
4 +  = 13 ↔ 2 −  = 1
4 +  = 3 ↔  = 2/3  = 1/3. Do đó:  = 2/3 1/3 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 18
3. Các phép toán đối với ma trận
 Tính chất của phép nhân 2 ma trận    =  
 b.   +  =  + 
 c.  +   =  +   d.  =  = 
 e.   =   = ()
 f. ()=   Chú ý
 Nói chung:  ≠ .
  =  ⇏  = .
  = 0 ⇏  = 0 hoặc  = 0. 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 19
3. Các phép toán đối với ma trận  Phép lũy thừa
 Cho ma trận  = ():  = .  …   Quy ước:  = .
 Xét   =  +  + ⋯ +  + ;  = () Khi đó:   =     +  + ⋯ +  + .  Ví dụ  = 2 −1
3 4 ,   = 2 − 4 + 3. Tính  
  = 2 − 4 + 3 = = 2 2 −1 2 −1 3 4 3 4 − 4 2 −1 3 4 + 3 1 0 0 1 = = 2 1 −6 18 13 − 8 −4 12 16 + 3 0 0 3 = −3 −8 24 13 . 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 20
3. Các phép toán đối với ma trận  Ví dụ 1.  = 1 3 0 1 , tính A  = 1 3 1 3 1 6 0 1 0 1 = 1 6 0 1 ;  = 1 3 0 1 0 1 = 1 9 0 1 A = 1 200 × 3 0 1 2.  = 2 3 0 2 . Tính   = 2 1 3/2 0
1 → A = 2 1 300 0
1 = 2 300 × 2 0 2 3.  = 1 1 1 1 . Tính   = 1 1 1 1 1 1 1 1 = 2 1 1
1 1 = 2A → A = 2 1 1 1 1 = 2 2 2 2 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 21
3. Các phép toán đối với ma trận  Ví dụ 4.  = 3 2 2 3 . Tính  1 1 1 0  A  2   2 BE n n 1   B  2 B 1 1 0 1     
Vì B và E giao hoán nhau nên ta dùng nhị thức Newton: 2B E200 0  C 2B 200 1 C 2B 199 200 200  ... 200 200 C 200E 0 200 200 1  1 199 199 1  200 200     2 C 002 .2 B C 2002 .2 B ... C200E B   0 200 1 199 199 C 4  C 4  ... C .4 200  200 200 200 2 C 00E 2     200 4 1 1  . B  E 2 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 22 4. Hạng của ma trận  ĐN: Giả sử 
được đưa về ma trận bậc thang   bằng
các phép biến đổi sơ cấp theo hàng, khi đó ta gọi hạng
của ma trận  là số các hàng khác 0 của ma trận bậc
thang . Ký hiệu: ().
   = số hàng khác không của ma trận bậc thang .
 Ví dụ tìm hạng của ma trận A 1 2 1 1  A 2 4 2 2     3 6 3 4   1 2 1 1   1 2 1 1  1 2 1 1  h h 2h h h 2 2 1   A 2 4 2 2     2 3  
 0 0 0 1  r (A ) 2   0 0 0 0 h h 3  3 3 h1        3 6 3 4      0 0 0 1   0 0 0 0   23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 23 4. Hạng của ma trận
 Ví dụ. Tìm hạng ma trận  2 3 1 4   2 3 1 4 A  3 4 2 9     2 h 2 2 h 3  h1 
  0 1 1 6    3 h 3 h h 1   2 0 1 3      0 3 0 1    2 3 1 4  h h  3h 3 3 2    0 1 1 6     r (A ) 3  0 0 3 19   23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 24 Tìm m sao cho r(A) =3  1 1 1 2   A 2 3 4 1      3 2 m m 1    1  1 1 2  h1 -> h1 1 1 1 2  h2 -> h2 – 2h1     A 2 3 4 1 h3 -> h3 – 3h1   0 1 2 3   3 2  m m 1 0 1  m  3 m  5 h1 -> h1 1 1 1 2  h2 -> h2  h3 -> h3 + h2 0 1 2 3     →   = 3, ∀. 0 0  m  1 m  8 23:01 25
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 4. Hạng của ma trận  Tính chất của hạng    = 0 ⟺  = 0.
  = ()⇒   ≤ min ,  .
  é đ  à  thì   = (). 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 26 5. Ma trận nghịch đảo  ĐN. Ma trận vuông 
được gọi là ma trận khả nghịch 
nếu tồn tại ma trận  sao cho:  =  = ,  là ma
trận đơn vị. Khi đó  được gọi là ma trận nghịch đảo của
ma trận , ký hiệu:   2 1  3 1 A   xét B  5 3      5  2 22 22 2 1  3 1 1 0  AB   E 5 3  5 2     0 1    1  3 1   
 3 1 2 1  1 0 A  B    BA   E  5  2    5 2   5 3    0 1  
Chú ý: Không phải ma trận vuông  nào cũng khả nghịch. 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 27 5. Ma trận nghịch đảo
 Ma trận khả nghịch được gọi là ma trận không suy biến.
 Ma trận không khả nghịch được gọi là ma trận suy biến.
 Ma trận nghịch đảo  của ma trận  là duy nhất
 Định lý (sự tồn tại của A-1). Cho ma trận vuông 
, các mệnh đề sau tương đương: 
1. Tồn tại  ( không suy biến). 2.   = . 3.  = 0 ⇒  = 0.
4.  é đ  à .
 Cách tìm A-1: Cho ma trận vuông  : 
| é đ  à | 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 28 5. Ma trận nghịch đảo
 Ví dụ. Tìm ma trận nghịch đảo của ma trận 1 1 1 2 −1 0
 = 1 2 2  = −1 2 −1 1 2 3 0 −1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0
| = 1 2 2 0 1 0 ~ 0 1 1 −1 1 0 1 2 3 0 0 1 0 1 2 −1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 −1
~ 0 1 1 −1 1 0 ~ 0 1 0 −1 2 −1 0 0 1 0 −1 1 0 0 1 0 −1 1 1 1 0 1 1 −1 1 0 0 2 −1 0
~ 0 1 0 −1 2 −1 ~ 0 1 0 −1 2 −1 0 0 1 0 −1 1 0 0 1 0 −1 1 ~ | 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 29 5. Ma trận nghịch đảo
 Tính chất của ma trận nghịch đảo
Đối với 2 ma trận khả nghịch ,  có các khẳng định sau: 1.   = .
2. .  là ma trận khả nghịch.
3.   = .
4.   =  . 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 30  1 1 1 Ví dụ A  2 3 1      
 Tìm ma trận nghịch đảo của  3 4 1   1 1 1 1 0 0 1 1 1  1 0 0     2 3 1 0 1 0 0 1 3 2  1 0      3 4 1 0 0 1     0 1 4 3   0 1  1 1 1  1 0 0  1 0 4  3 1  0  0 1 3 2 1 0   0 1 3 2 1 0          0 0 1 1 1 1     0 0 1 1  1   1  1 0 0 1 5 4   1 5 4  0 1 0 1 4 3  1     A  1 4 3    0 0 1 1 1 1       1 1 1      23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 31  1 1 2  Ví dụ  A 2 1    m 
 Tìm m để A khả nghịch  3 2 1    1 1 2 1 0 0  1 1 2 1 0 0  2 1   m 0 1 0  0 1  m 4 2  1 0     3 2 1 0 0 1      0 1  5  3   0 1  1 1 2 1 0 0  1 0 m  2 1  1 0     0 1 4 m 2 1 0    0 1 4  m 2 1  0        0 0 1 m 1 1 1        0 0 1   m 1  1   1  m  0 1 0 2  1  1 0 1 0 0 1 3 2      0 1 4 2 1  0 0 1 0 2 5 4            0 0 1  1  1  1 0 0 1 1 1 1    23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 32  1 1 2  Ví dụ  A 2 1    m     Tiếp  3 2 1  m  2  1 0 4  1  1 0  1 0 0 5  3  4  0 1 6 2 1 0       0 1 0 8 5 6     0 0 1 1 1 1        0 0 1 1  1   1   1 3 2  m  0  1 1 2    1   A 2 1 0 A  2  5  4        3 2 1     1 1 1  1 1 2  5 3 4  m  2     1   A 2 1 2  A  8 5 6       3 2 1       1 1 1  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 33
6. Định thức – Định nghĩa
 Cho ma trận vuông  = () , định thức của   là một
số, ký hiệu det() hoặc ||.
 Ký hiệu  là ma trận nhận được từ ma trận  bằng
cách bỏ đi hàng , cột .
 Định nghĩa định thức bằng quy nạp
 = 1:  =  → det () =  
 = 2:  =    
→ det  =  det  −  det  =  −  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 34
6. Định thức – Định nghĩa   
 = 3:  =      
→ det  =  det  −  det  +  det 
=   −  −   −  +
+( − )
=  +  +  −  − 
−  ⋯   = :  = ⋮ ⋱ ⋮  ⋯ 
→ det  =  det  −  det  +  det  + ⋯
⋯ + −1 det  = 
= (−1) det()  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 35
Định thức – Định nghĩa
 Định lý. Ta có thể tính định thức bằng cách khai triển
theo bất kỳ hàng hoặc cột tùy ý nào đó.
 Khai triển định thức theo hàng  ⋯ ⋯ ⋯ 
det  = det  ⋯  = (−1) det() ⋯ ⋯ ⋯ 
 Khai triển định thức theo cột  ⋯  ⋯ 
det  = det ⋯ ⋯ ⋯ = (−1) ⋯   det()  ⋯  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 36
Định thức – Định nghĩa  Ví dụ
Cho ma trận A, tính det()  2 3  3 2 3 1  3  3 0 1 4 a.   A 5 2 2 b. A      2  0 3 2 4 0 0      4 0 1 5
a. Khai triển định thức theo hàng thứ 3: 
det() = 4. (−1) −1 3 2 2 = −32
b. Khai triển theo cột 2 ta có: 3 1 4
det() = (−3). −1  −2 3 2 = 87. 4 −1 5 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 37
Định thức – Định nghĩa
 Quy tắc tính định thức của ma trận vuông cấp 3                   (+) (-)
 Định thức của ma trận tam giác bằng tích các phần tử
nằm trên đường chéo chính 2 1  3 0 4
det() = 2. −3 . 5.4.1 = −120 0 3 6 7 1    A 0 0 5 2 8   0 0 0 4 9   0 0 0 0 1   23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 38
Định thức – Tính chất  1. det  = det().
Các tính chất của định thức khi phát biểu cho hàng thì
cũng đúng khi phát biểu cho cột.
 2. Đổi chỗ 2 hàng (2 cột) của ma trận thì định thức của ma trận đổi dấu.  3. det AB = det A det(B).
 4. Ma trận  có hàng (hoặc cột) bằng 0, thì det  = 0.
 5. Ma trận  có 2 hàng (hoặc 2 cột) tỷ lệ, thì det  = 0.
 6. Khi nhân hàng (cột) của ma trận với số  ≠ 0, thì định
thức của ma trận mới bằng  lần định thức của ma trận ban đầu. 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 39
Định thức – Tính chất     
  +      7.    
   +  =    +    
   +                   
 8. Ma trận  có 1 hàng (1 cột) là tổ hợp tuyến tính của
các hàng (cột) khác thì det  = 0.
 Chú ý: det  +  ≠ det  + det(). 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 40
Định thức – Tính chất
Sử dụng phép biến đổi sơ cấp theo hàng để tính định thức
1. Nếu  →. ;   thì det  =  det().
2. Nếu  →.  thì det  = det().
3. Nếu  ↔  thì det  = − det().
 Định lý. Hạng của ma trận A bằng r nếu tồn tại một ma
trận vuông cấp r có định thức khác 0, và tất cả các ma
trận vuông cấp lớn hơn r có định thức bằng 0. 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 41
Định thức – Tính chất
Nguyên tắc tính định thức sử dụng phép biến đổi sơ cấp
 Bước 1: Chọn 1 hàng (hoặc 1 cột) tùy ý.
 Bước 2: Chọn 1 phần tử khác 0 tùy ý của hàng (hoặc cột)
ở bước 1, dùng phép biến đổi sơ cấp, khử tất cả các phần tử khác.
 Bước 3: Khai triển theo hàng (hoặc cột) đã chọn. 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 42  1 1 2 1   Định thức – Ví dụ  2 3 5 0  A  
 Tính định thức của ma trận A  3 2 6 2      2  1 3 1  : 1 1 2 1  h1 -> h1 1 1 2 1 2 3 5 0 h2 -> h2 – 2.h1 0 1 1 2 det( ) A  h3 -> h3 – 3.h1  3 2 6 2 0 1  0 1 h4 -> h4 + 2.h1 2 1 3 1 0 3 7 1  1 1 2 1 1 1 2 0 1 1 2 Khai triển  theo cột 1 1 1 1.( 1)   1 0 1 0 1 0 1  19 3 7 1 0 3 7 1  23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 43 Định thức – Ví dụ  3 2 1  1   2 3 2 0  
 Tính định thức của ma trận A A    3  1 4 2      4 1 3 1  3 2 1 1 3 2 1 1 2 3  2 0 h h  2h 3 3 1 2 3  2 0 | |
A  3 1 4 2 h h h 3 5 2 0 4 4 1 4 1 3 1 1 1 4 0 2 3 2  2 3 2 14  1 (1) 3 5 2   5 8 0 13 5 8  (2) (1)  30 1 1  4 5 5 5 5 0 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 44
Định thức – ứng dụng
Công thức tính ma trận nghịch đảo 
 Nếu det() ≠ 0, thì ∃, và  được xác định như sau: 1  = det() , trong đó:  ⋯   = ⋮ ⋱ ⋮ ,  ⋯  với:
 = (−1)det() . 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 45 Định thức Định lý.
 Ma trận vuông  khả nghịch ⟺ det() ≠ 0.
 Giả sử ma trận vuông  khả nghịch: 1 det  = det()
 Nếu  =  thì  không suy biến và  = .
 Nếu  =  thì  không suy biến và  = .
 Giả sử  là ma trận khả nghịch:   =   ∗ ,  ∈  1
  =  , ∀ ≠ 0 23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 46 Định thức – Ví dụ 1 1 1 A 2 3 1   
 Tìm ma trận nghịch đảo của ma trận A 3 4 0  
 Do det  = −2 ≠ 0 →  khả nghịch, hay ∃
 = (−1) 3 1
4 0 = −4;  = −1  2 1 3 0 = 3;
 = (−1) 2 3
3 4 = −1;  = −1  1 1 4 0 = 4 .
 = (−1) 1 1
3 0 = −3;  = −1  1 1 3 4 = −1 .
 = (−1) 1 1
3 1 = −2;  = −1  1 1 2 1 = 1 .
 = (−1) 1 1 2 3 = 1 .  4  4 2    2 1  1  1 1 A  3 3 1   3 / 2 3 / 2 1 / 2      2       1  1  1   1 / 2 1 / 2 1  / 2     23:01
Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG Hà Nội 47