まとめ 今回の記事では行列式の重要な性質を解説しました。 $n$行$n$列の正方行列$A$に対して $k$行と$l$行が等しいければ行列式$|A|$は0である。 $k$列と$l$列が等しいければ行列式$|A|$は0である。 行列式を簡単にするための重要な性質なので必ずマスターしておきましょう(^^)/ 参考にする参考書はこれ 当ブログでは、以下の2つの参考書を読みながらよく使う内容をかいつまんで、一通り勉強すればついていけるような内容を目指していこうと思います。 大事なところをかいつまんで、「これはよく使うよな。これを理解するためには補足で説明をする」という調子で進めていきます(^^)/
4行4列(4×4)の行列の行列式を基本変形と余因子展開で求める方法を解説しています。 シンプルな例で、厳密な証明を抜きにして、学習塾のように方法を具体例を使って説明しています。 今回は、プログラミングでもよく使う繰り返し処理の発想が決め手になっています。 線形代数学で4行4列つまり4次正方行列の行列式を余因子展開で求める方法【実用数学】|タロウ岩井の数学と英語|note このnote記事では、4行4列(4×4)の行列、つまり4次正方行列の行列式(determinant)を、シンプルな例を使って、余因子展開と行列の基本変形を使って求めることを説明します。やり方としては、まず行列の基本変形をして、4行4列の行列式を簡単な形に変形します。それから、それぞれの余因子を求めるということになります。ただ、4次正方行列についてのそれぞれの余因子は3行3列の行列式の計算をしなければなりません。余因子の値を求めるときに、繰り返し行列の基本変形を行い、計算を効率良く求めることがオススメです。この考え方は、プログラミングの入門的な内容で学習する繰り返し処理の発想です。同じ
6 p. 81、定理2.
余因子展開 まぁ余因子展開の定義をダラダラ説明してもしょうがないんで、まずは簡単な例を見てみましょう。 簡単な例 これが 余因子展開 です。 どうやって画像のような計算を行ったかというと、 こんな計算を行っているのです。 こうやって、「 行列式を余因子の和に展開して計算する 」のが余因子展開です。 くるる 意外と簡単っすねぇ~~♪ 余因子展開は 1通りだけではありません。 例えば、 としてもいいですし、 としても結果は同じです。 つまり、 どの列を軸にしても余因子展開の結果は全て同じ になるというわけです。 なぜこんなことが言えるのか? 【行列式の重要な性質】定数倍したものを別の行か列に足しても行列式は変化しない。｜宇宙に入ったカマキリ. そもそも行列式には以下のような性質があります。 さらに、こんな性質もあります。 なぜ2つ目の行列の符号が「-」になるのか疑問に思う方もいるかもしれませんが、「 計算の都合を合わせようとするとそうなった 」だけです。つまりそういうもんなのです。 このような性質から、成り立つのが余因子展開なのです。 余因子展開のメリット 余因子展開最大のメリットは「 三次以上の行列式が解ける 」ことです。 例えば、 \begin{vmatrix} 2 & 1 & 5 & 3\\ 3 & 0 & 1 & 6\\ 1 & 4 & 3 & 3\\ 8 & 2 & 0 & 1 \end{vmatrix} という四次行列式を考えましょう。 四次行列式には公式的なものはなく、定義に従ってやれば無理やり展開できなくもないですが、かなり面倒です。 こんなときに余因子展開が役に立ちます 先生 2列目で余因子展開してしまいましょう。すると、、、 となり、なんと 四次行列式を三次行列式を計算することで求める ことが出来てしまいました(^^♪ こんな調子で五次行列式も六次行列式も求めることが出来るのです。 これかなり便利ですよね? 最後に 今回は少し短めですが、キリがいいのでここで終わります。 今回の余因子展開は行列式の計算において 頻繁に 出てくるので、何度も計算練習をして、速く計算できるようにしておくのがいいでしょう! 最後まで見て頂きありがとうございました! 先生
内 容 授業日 問題解答&要約シート [第1回] ゼミナールの進め方 2021/04/07 pdfファイル [第2回] 84ページ〜89ページ 2021/04/21 [第3回] 89ページ〜93ページ [第4回] 94ページ〜96ページ 2021/04/28 [第5回] 96ページ〜98ページ 2021/05/12 [第6回] 98ページ〜101ページ 2021/05/19 [第7回] 101ページ〜111ページ 2021/05/26 [第8回] 112ページ〜116ページ 2021/06/02 [第9回] 117ページ〜120ページ 2021/06/09 [第10回] 120ページ〜123ページ 2021/06/16 [第11回] 124ページ〜126ページ 2021/06/23 [第12回] 127ページ〜130ページ 2021/06/30 [第13回] 130ページ〜136ページ 2021/07/07 [第14回] 136ページ〜138ページ 2021/07/14 [第15回] 144ページ〜148ページ 2021/07/21 数学基礎ゼミナール2用 [第1回] 148ページ〜154ページ 2021/09/22
行の余因子展開 $A$ の行列式を これを (第 $i$ 行についての) 余因子展開 という。 列の余因子展開 を用いて証明する。 行列 $A$ の 転置行列 $A^{T}$ の行列式を第 $i$ 列について余因子展開する。 ここで $a^{T}_{ij}$ は行列 $A^{T}$ の $i$ 行 $j$ 列成分であり、 $\tilde{M}_{ji}$ $(j=1, 2, \cdots, n)$ は 行列 $A^{T}$ から $j$ 行と $i$ 列を取り除いた小行列式である。 転置行列の定義 より $a_{ij}^T = a_{ji}$ であることから、 一般に 転置行列の行列式はもとの行列の行列式に等しい ので、 ここで $M_{ij}$ は、 行列 $A$ の第 $i$ 行と第 $j$ 列を取り除いた小行列である。 この関係を $(*)$ に代入すると、 左辺は $ |A^{T}| = |A| である ( 転置行列の行列式) ので、 これを行列式 $|A|$ の ($i$ 行についての) 余因子展開という.
次の正方行列 の行列式を求めよ。 解答例 列についての余因子展開 を利用する( 4次の余因子展開 はこちらを参考)。 $A$ の行列式を $1$ 列について余因子展開すると、 である。 それぞれの項に現れた 3行3列の行列式 を計算すると、 であるので、4行4列の行列式は、 例: 次の4次正方行列 の行列式を上の方法と同様に求める。 であるので、 を得る。 計算用入力フォーム 下記入力フォームに 半角数字 で値を入力し、「 実行 」ボタンを押してください。行列式の計算結果が表示されます。