Processing math: 100%

Свойства определителей

Рассмотрим свойства определителей, на основе которых можно существенно облегчить их вычисление:

Свойство 1

Определитель транспонированной матрицы равен определителю начальной матрицы: detA=detAT.

Доказательство

Свойство 2

Транспозиция (замена) двух строк (столбцов) матрицы — меняет знак определителя detA=|a11a1n...ai1ainaj1ajn...an1ann|=|a11a1n...aj1ajnai1ain...an1ann|.

Доказательство

Свойство 3

Умножение всей строки (столбца) на некий элемент α является аналогичным умножению всего определителя на этот элемент. Определитель с нулевой строкой (столбцом) равен нулю: |a11a12a1ja1na21a22a2ja2nαai1αai2αaijαainan1an2anjann|=α|a11a12a1ja1na21a22a2ja2nai1ai2aijainan1an2anjann|.

Доказательство

Свойство 4

Если все элементы i-той строки (столбца) матрицы определителя разбить в сумму двух строк: aij=bj+cj,j=1,,n то и саму матрицу можно будет разбить на две, у которых все строки (столбцы) кроме i-той — такие же как у первой матрицы, а i-тая строка состоит из bj в первой матрице определителя, и из элементов cj во втором.

Доказательство

Свойство 5

Определитель верхней (нижней) треугольной матрицы есть произведение элементов ее главной диагонали |a11a12a13a1n0a22a23a2n00a33a3n000ann|=a11a22a33ann.

Доказательство

Свойство 6

Если в матрице определителя одна строка будет результатом ее сложения с другой строкой и умножения на число, определитель не изменится . |a11a1nai1ai2ai3ainaj1aj2aj3ajnan1ann|==|a11a1nai1ai2ai3ainak1+kai1ak2+kai2ak3+kai3akn+kainan1ann|

Доказательство

Пример 1

Вычислить определитель detA=|61612212925|.

Решение

Пример 2

Вычислить определительdetA=|1251519082129004274100051300007|

Решение

Пример 3

Проверьте, будет ли определитель транспонированной матрицы равен исходной:331413122.

Решение

Пример 4

Вычислите определитель треугольной матрицы: 300410122.

Решение

Смотрите также

  1. Конспект Белозерова Г.С. по алгебре — Глава IV.
  2. Курош А.Г. Курс высшей алгебры М.: Наука, 1968, издание 9, глава 1, §4, «Определители n-го порядка»
  3. В.Воеводин Линейная алгебра М.: Наука, 1980, глава 7, §62, «Матрицы и определители» — стр 201

Свойства Определителей

Проверьте себя на знание материала «Свойства Определителей»

Ф1308. Скольжение кубика в тележке

Задача из журнала «Квант» (1991 год, 9 выпуск)

Условие

У левого края тележки длиной L=0,2 м и массой M=1 кг лежит кубик массой m=0,3 кг (см. рисунок). Кубику толчком придают горизонтальную скорость v0=1 м/с вправо. Считая, что тележка в начальный момент неподвижна, определите, на каком расстоянии от левого края тележки будет находиться кубик после того, как проскальзывание его относительно тележки прекратится. Коэффициент трения кубика о дно тележки μ=0,1. Удары кубика о стенки считать абсолютно упругими. Тележка едет по столу без трения.

Решение

Проще всего решать эту задачу, исходя из энергетических соображений. Согласно закону сохранения энергии, убыль кинетической энергии системы равна выделившемуся количеству теплоты, которое, в свою очередь, равно работе силы трения скольжения на тормозном пути l:ΔEk=(M+m)u22mv202=Q=Fтрl=μmgl.Скорость системы и после прекращения проскальзывания легко найти из закона сохранения импульсаmv0=(M+m)u.После простых преобразований получимl=v202μg(1+mM)0,38m.Значит, кубик остановится на расстоянииx=L(lL)=0,02mот левого края тележки.

А. Зильберман