Математический аппарат инженера | страница 29

В соответствии с правилом Крамера неизвестные x_>k(k = 1, 2, ..., n) определяются соотношением:

где Δ — определитель системы уравнений Δ_>sk — алгебраические дополнения.

- 38 -

Определитель Δ представляет собой числовую функцию, которая вычисляется по определенным правилам на основании квадратной таблицы, состоящей из коэффициентов системы уравнений

Табличное представление определителя Δ по форме совпадает с матрицей системы уравнений, т.е. состоит из тех же элементов и в том же порядке, что и матрица А. В таких случаях его называют определителем матрицы А и записывают Δ = detA.

Алгебраическое дополнение Δ_>sk вычисляется как определитель матрицы, полученной удалением из матицы A s-й строки и k-го столбца, причем этот определитель умножается еще на (-1)^>s+k. Величину Δ_>sk называют также алгебраическим дополнением элемента a_>sk матрицы A. Часто определитель матрицы А обозначается через |A|, а алгебраическое дополнение — через A_>sk.

Записав для всех элементов столбцевой матрицы x выражения по правилам Крамера, получим решение системы уравнений в виде:

- 39 -

откуда, сравнивая с A^>-1q, имеем

Из полученного выражения следует правило определения обратной матрицы: 1) элементы a_>ij данной матрицы A n-го порядка заменяются их алгебраическими дополнениями Δ_>ij: 2) матрица алгебраических дополнений транспонируется, в результате чего получаем присоединенную или взаимную матрицу к А ( она обозначается через AdjA); 3) вычисляется определитель Δ матрицы А и присоединенная матрица AdjA умножается на величину, обратную этому определителю.

Обратная матрица существует для матрицы А при условии, что detA ≠ 0. Такие матрицы называются неособенными, в отличие от особенных (вырожденных), определитель которых равен нулю. Ниже вычисление обратной матрицы иллюстрируется примером:

- 40 -

Матрица, обратная произведению двух матриц, равна переставленному произведению матриц, обратных исходным, т.е. (AB)^>-1 = B^>-1A^>-1. Действительно, умножив обе части этого равенства на АВ, приходим тождеству E = B^>-1A^>-1(AB), так как B^>-1(A^>-1A)B = B^>-1EB = B^>-1B =E, где E — единичная матрица n-го порядка.

10. Блочные матрицы. Часто матрицу удобно разбить вертикальными и горизонтальными линиями на блоки которые являются матрицами меньших размеров и при выполнении операций рассматриваются как элементы исходных матриц. Операции над блочными матрицами выполняются по сформулированным выше правилам при условии, что эти операции допускаются размерами соответствующих матриц.