ступінчаста матриця

Визначення. Ступінчастою будемо називати матрицю, яка має такі властивості:

1) якщо i-й рядок нульова, то (I + 1) -я рядок також нульова,

2) якщо перші ненульові елементи i-й і (I + 1) -й рядків розташовані в стовпцях з номерами k і R, відповідно, то k

Умова 2) вимагає обов'язкового збільшення нулів зліва при переході від i-го рядка до (I + 1) -му рядку. Наприклад, матриці

є ступінчастими, а матриці

ступінчастими не є.

Теорема 5.1. Будь-яку матрицю можна привести до ступінчастою за допомогою елементарних перетворень рядків матриці.

Проілюструємо цю теорему на прикладі.

Отримана матриця # 9472; ступінчаста.

Визначення. Рангом матриці будемо називати число ненульових рядків в ступінчастому вигляді цієї матриці.

Наприклад, ранг матриці А в попередньому прикладі дорівнює 3.

Визначники, їх властивості. Зворотній матриця і її обчислення.

Визначники другого порядку.

Розглянемо квадратну матрицю другого порядку

Визначення. Визначником другого порядку, відповідним матриці А, називається число, яке обчислюється за формулою

Елементи aij називаються елементами визначника # 9474; А # 9474 ;, елементи а11. а22 утворюють головну діагональ. а елементи а12. а21 # 9472; побічну.

Приклад.

ступінчаста матриця
= -28 + 6 = -22

Визначники третього порядку.

Розглянемо квадратну матрицю третього порядку

Визначення. Визначником третього порядку, відповідним матриці А, називається число, яке обчислюється за формулою

Щоб запам'ятати, які твори в правій частині рівності слід брати зі знаком «плюс», а які # 9472; зі знаком «мінус», корисно запам'ятати правило, зване правилом трикутника.

1)

ступінчаста матриця
= - 4 + 0 + 4 - 0 + 2 +6 = 8

2)

ступінчаста матриця
= 1, тобто # 9474; Е3 # 9474; = 1.

Розглянемо ще один спосіб обчислення визначника третього порядку.

Визначення. Мінором елемента aij визначника називається визначник, отриманий з даного викреслюванням i-го рядка і j-го стовпця. Алгебраїчним доповненням Aij елемента aij визначника називається його мінор Mij. взятий зі знаком (-1) i + j.

Приклад. Обчислимо мінор М23 і алгебраїчне доповнення А23 елемента А23 в матриці

Обчислимо мінор М23:

М23 =

ступінчаста матриця
=
ступінчаста матриця
= - 6 + 4 = -2

Теорема 1. Визначник третього порядку дорівнює сумі добутків елементів будь-якого рядка (стовпця) на їх алгебраїчні доповнення.

Док-во. За визначенням

Виберемо, наприклад, другий рядок і знайдемо алгебраїчне доповнення А21. А22. А23: