アニメーションを用いて余因子展開で行列式を求める方法を例題を解きながら視覚的にわかりやすく解説します。余因子展開は行列式の計算を楽にするための基本テクニックです。 余因子展開とは? 余因子展開とは、 行列式の1つの行(または列)に注目 して、一回り小さな行列式の足し合わせに展開するテクニックである。 (例)第1行に関する余因子展開 ここで、余因子展開の足し合わせの符号は以下の法則によって決められる。 \((i, j)\) 成分に注目しているとき、\((-1)^{i+j}\) が足し合わせの符号になる。 \((1, 1)\) 成分→ \((-1)^{1+1}=(-1)^2=+1\) \((1, 2)\) 成分→ \((-1)^{1+2}=(-1)^3=-1\) \((1, 3)\) 成分→ \((-1)^{1+3}=(-1)^4=+1\) 上の符号法則を表にした「符号表」を書くと分かりやすい。 余因子展開は、別の行(または列)を選んでも同じ答えになる。 (例)第2列に関する余因子展開 余因子展開を使うメリット 余因子展開を使うメリットは、 サラスの方法 と違い、どのような大きさの行列式でも使える 次数の1つ小さな行列式で計算できる 行列の成分に0が多いとき 、計算を楽にできる などが挙げられる。 行列の成分に0が多いときは余因子展開を使おう! 例題 次の行列式を求めよ。 $$\begin{vmatrix} 1 & -1 & 2 & 1\\0 & 0 & 3 & 0 \\-3 & 2 & -2 & 2 \\-1 & 0 & 1 & 0\end{vmatrix}$$ No. 1:注目する行(列)を1つ選ぶ ここでは、成分に0の多い第2行に注目する。 No. 2:注目している行(列)の成分を1つ選ぶ ここでは \((2, 1)\) 成分を選ぶ。 No. 3:余因子展開の符号を決める ここでは \((2, 1)\) 成分を選んでいることから、\(-1\) を \(2+1=3\) 乗する。 $$(-1)^{2+1}=(-1)^3=-1$$ または、符号表を書いてからマイナスと求めてもよい。 No. 余因子行列 行列 式 3×3. 4:成分に対応する行・列を除いて一回り小さな行列式を作る ここでは、 \((2, 1)\) 成分を選んでいることから、第2行と第1列を除いた行列式を作る。 No. 5:No. 2〜No.
現在の場所: ホーム / 線形代数 / 余因子行列で逆行列の公式を求める方法と証明について解説 余因子行列を使うと、有名な逆行列の公式を求めることができます。実際に逆行列の公式を使って逆行列を求めることはほとんどありませんが、逆行列の公式について考えることで、行列式や余因子行列についてより深く理解できるようになります。そして、これらについての理解は、線形代数の学習が進めば進むほど役立ちます。 それでは早速解説を始めましょう。なお、先に『 余因子による行列式の展開とは?~アニメーションですぐわかる解説~ 』を読んでおくと良いでしょう。 1.
行列式のn乗を求めて解答する問題があったが, その際設問の誘導に従って使用した式変形が有用であったのでここにその証明を付しておく. 参考 Proof. If $$ \mathrm{det}A\neq0, then \mathrm{det}(\mathrm{adj}A) = (\mathrm{det}A)^{n-1}. ここで, $\mathrm{det}A$(ディターミナントエー)は$A$の行列式, $\mathrm{adj}A$(アジョイントエー)は$A$の余因子行列を表す. 行列式の性質を用いた因数分解. このYouTube動画をそのまま踏襲したのでここに予め記しておきます. まず正則なn次正方行列$A$の余因子行列に対して, A\cdot\mathrm{adj}A=\mathrm{adj}A{\cdot}A=\mathrm{det}A{\cdot}I_n が成り立つ(ここで$I_n$はn次単位行列を表す). これは行列式の行と列に関する余因子展開により速やかに示される主張である. ここで証明を付すことはしないが, 入門程度の教科書にて一度証明を追った後は覚えておくと良い. 次に上式の行列式を取ると, \mathrm{det}(A\cdot\mathrm{adj}A)=\mathrm{det}A{\cdot}\mathrm{det}(\mathrm{adj}A)(\because乗法定理^{*1}) =\mathrm{det}(\mathrm{det}A{\cdot}I_n)= \mathrm{det}\left( \begin{array}{cccc} \mathrm{det}A & 0 & \ldots & 0 \cr 0 & \mathrm{det}A & \ldots & 0 \cr \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \cr 0 & 0 & \ldots & \mathrm{det}A \end{array} \right)= (\mathrm{det}A)^n $^{*1}$2つのn次正方行列の積の行列式$\mathrm{det}AB$は各行列の行列式の積$\mathrm{det}A\cdot\mathrm{det}B$に等しい(行列式の交代性と多重線形性による帰結 1). となる. 最後に両辺を$\mathrm{det}A(\neq0)$で割って求める式 \mathrm{det}(\mathrm{adj}A) = (\mathrm{det}A)^{n-1} を得る.
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