-
Thông tin
-
Hỏi đáp
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!
Đại số (MAT1093) 29 tài liệu
Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội 262 tài liệu
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: Đại số (MAT1093) 29 tài liệu
Trường: Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội 262 tài liệu
Thông tin:
Tác giả:
Tài liệu khác của Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội
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 45 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 0 923 3 93 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 AB 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 21 ( 1 )3 4 2 7 2 2
c 1 4113 0 2 7 1 c 2 2( 2) ( 1 ) 0 4 4 12 2 c 2 4( 2
) 10 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 BE n n 1 B 2 B 1 1 0 1
Vì B và E giao hoán nhau nên ta dùng nhị thức Newton: 2B E200 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 22 22 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 14 1 (1) 3 5 2 5 8 0 13 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