Элементы алгебры: комплексные числа, системы линейных уравнений, многочлены. Ильин С.Н. - 17 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

В дальнейшем нам понадобятся матричные единицы матрицы
E
ij
, устроенные следующим образом: (i, j)-элемент матрицы E
ij
равен
1, а все остальные элементы нулевые. Легко проверяется правило
умножения матричных единиц:
E
ij
E
kl
=
(
E
il
, если j = k,
0, в противном случае.
4. Транспонирование. Транспонированной к m × n-матрице A =
(a
ij
) называется n × m-матрица A
t
= (a
0
ij
), где a
0
ij
= a
ji
для всех i, j .
Таким образом, строки матрицы A являются столбцами матрицы A
t
и
наоборот. Свойства операции транспонирования:
4.1. (A
t
)
t
= A.
4.2. (A + B)
t
= A
t
+ B
t
.
4.3. (λA)
t
= λA
t
.
4.4. (AB)
t
= B
t
A
t
.
Доказательство. Свойства 4.1–4.3 вполне очевидны. Докажем 4.4.
Для всех i, j имеем:
¡
(AB)
t
¢
ij
= (AB)
ji
=
X
k
a
jk
b
ki
=
X
k
(B
t
)
ik
(A
t
)
kj
=
¡
B
t
A
t
¢
ij
,
что и требовалось. C
2.2 Элементарные преобразования и элементарные матрицы
Каждую матрицу можно рассматривать как упорядоченный
набор строк и/или столбцов. Эти наборы можно изменять по опре-
деленным правилам, особо выделяют так называемые элементарные
преобразования. Ниже будут рассматриваться преимущественно элемен-
тарные преобразования строк, проведение аналогичных рассуждений о
преобразованиях столбцов оставляется в качестве упражнения.
1. Пусть s 6= t. Обозначим через F
st
преобразование, меняющее
местами s и t строки матрицы. Такое преобразование называют
элементарным преобразованием I-го рода.
2. Пусть s 6= t, λ K . Прибавим к t строке матрицы s строку,
предварительно умноженную на λ. Такое преобразование обозначается
через F
st
(λ) и называется элементарным преобразованием II-го рода.
15
       В дальнейшем нам понадобятся матричные единицы — матрицы
Eij , устроенные следующим образом: (i, j)-элемент матрицы Eij равен
1, а все остальные элементы — нулевые. Легко проверяется правило
умножения матричных единиц:
                           (
                             Eil , если j = k,
                 Eij Ekl =
                              0, в противном случае.

       4. Транспонирование. Транспонированной к m × n-матрице A =
(aij ) называется n × m-матрица At = (a0ij ), где a0ij = aji для всех i, j .
Таким образом, строки матрицы A являются столбцами матрицы At и
наоборот. Свойства операции транспонирования:
       4.1. (At )t = A.
       4.2. (A + B)t = At + B t .
       4.3. (λA)t = λAt .
       4.4. (AB)t = B t At .
       Доказательство. Свойства 4.1–4.3 вполне очевидны. Докажем 4.4.
Для всех i, j имеем:
        ¡      ¢              X             X                  ¡      ¢
          (AB)t ij = (AB)ji =     ajk bki =  (B t )ik (At )kj = B t At ij ,
                              k            k

что и требовалось. C

 2.2 Элементарные преобразования и элементарные матрицы

     Каждую матрицу можно рассматривать как упорядоченный
набор строк и/или столбцов. Эти наборы можно изменять по опре-
деленным правилам, особо выделяют так называемые элементарные
преобразования. Ниже будут рассматриваться преимущественно элемен-
тарные преобразования строк, проведение аналогичных рассуждений о
преобразованиях столбцов оставляется в качестве упражнения.
     1. Пусть s 6= t. Обозначим через Fst преобразование, меняющее
местами s-ю и t-ю строки матрицы. Такое преобразование называют
элементарным преобразованием I-го рода.
     2. Пусть s 6= t, λ ∈ K . Прибавим к t-й строке матрицы s-ю строку,
предварительно умноженную на λ. Такое преобразование обозначается
через Fst (λ) и называется элементарным преобразованием II-го рода.


                                     15