Wyznacznik AB=BA

Przestrzenie wektorowe, bazy, liniowa niezależność, macierze.... Formy kwadratowe, twierdzenia o klasyfikacji...
Awatar użytkownika
rtuszyns
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 2042
Rejestracja: 29 gru 2006, o 23:24
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Zamość
Podziękował: 1 raz
Pomógł: 229 razy

Wyznacznik AB=BA

Post autor: rtuszyns »

rtuszyns pisze: zatem macierz \(\displaystyle{ B}\) może być macierzą dowolną
I to jest właśnie odpowiedź. A konkretniej:

\(\displaystyle{ B=\left[a_{ij}\right]_{2\times n}}\),

gdzie \(\displaystyle{ a_{ij}\in \mathbb{R}}\),
\(\displaystyle{ n\in\mathbb{N}}\)
xiikzodz
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1874
Rejestracja: 4 paź 2008, o 02:13
Płeć: Kobieta
Lokalizacja: Lost Hope
Podziękował: 28 razy
Pomógł: 502 razy

Wyznacznik AB=BA

Post autor: xiikzodz »

Oczywiście, że jest wzór. Jest to wzór na macierz dołączoną.

Ale najpierw przy użyciu bardzo elementarnej wiedzy (i oczywiście bez wypisywania żadnych równań):

Jądro przekształcenia odpowiadającego macierzy \(\displaystyle{ A}\) jest rozpięte na wektorze \(\displaystyle{ \begin{pmatrix}2\\-1\end{pmatrix}}\), zaś obraz na wektorze \(\displaystyle{ \begin{pmatrix}1\\3\end{pmatrix}}\).

Wystarczy (i potrzeba) więc, żeby wektor \(\displaystyle{ \begin{pmatrix}1\\3\end{pmatrix}}\) leżał w jądrze przekształcenia odpowiadającego szukanej macierzy \(\displaystyle{ B}\), zaś obraz tego przekształcenia leżał w podprzestrzeni rozpiętej na wektorze \(\displaystyle{ \begin{pmatrix}2\\-1\end{pmatrix}}\).

Gdy już się z powyższym tekstem oswoimy, wypisujemy szukaną macierz (jedną z wielu możliwych) bez rozwiązywania czegokolwiek:

\(\displaystyle{ B=\begin{pmatrix}6&-2\\-3&1\end{pmatrix}}\).

A teraz wzór działający dla macierzy osobliwych dowolnego rzędu. Szukaną macierzą jest (z dokładnością do czynnika) transponowana macierz dopełnień algebraicznych zwana macierzą dołączoną. Wynika to stąd, że macierz pomnożona z dowolnej strony przez macierzdołączoną jest skalarna i na przekątnej ma wyznacznik wyjściowej macierzy, czyli w naszym przypadku zero. Tak zresztą definiuje się czasami wyznacznik (Crammer).

Dla macierzy \(\displaystyle{ 2\times 2}\) postaci \(\displaystyle{ \begin{pmatrix}a_{11}&a_{12}\\a_{21}&a_{22}\end{pmatrix}}\) macierz dołączona jest szczególnie łatwa do wyznaczenia: \(\displaystyle{ \begin{pmatrix}a_{22}&-a_{12}\\-a_{21}&a_{11}\end{pmatrix}}\), czyli \(\displaystyle{ B=\begin{pmatrix}6&-2\\-3&1\end{pmatrix}}\).
ODPOWIEDZ