Macierze i wyznaczniki
2

86 Macierze i wyznaczniki

1 3.6

Korzystając z własności działań z macierzami oraz własności operacji transpono-wania macierzy uzasadnić podane tożsamości:

a) (ABC)¹' — C^tB^tA¹\ gdzie A, B, C są macierzami o wymiarach odpowiednio

n x m, m x k, k x /;

b) (A ± B)² = A² ± 2AB + B², gdzie A i B są przemiennymi macierzami kwadratowymi tych samych stopni.

Uwaga. Mówimy, że macierze A i B są przemienne, gdy spełniają warunek AB = BA.

c *)(A + I)ⁿ = ( Aⁿ +

in— 1

+

A

n—2

n

n — 1

A +

n

gdzie A i / są macierzami kwadratowymi tych samych stopni, przy czym I jest macierzą jednostkową.

(Obliczyć podane wyznaczniki drugiego i trzeciego stopnia:

^a)

sin a cos a sin 0 cos 8 ’

b)

	1 1 1		1 i 1 + i
c)	1 2 3 1 3 6	; d)	-i 1 0 1-2 0 1

Napisać rozwinięcia Laplace^:a podanych wyznaczników względem wskazanego wiersza lub kolumny:

b)

i 1 + 2	2
1-2 i 3	— 2
-4 1-2	3 +
-1 2 -3	4
0 5 3	-7
1 3 -5	9
2-2 4	6

, trzecia kolumna;

drugi wiersz.

a)

^3-9

Stosując rozwinięcie Laplace'a obliczyć podane wyznaczniki. Wyznaczniki rozwinąć względem wiersza lub kolumny z największą liczbą zer.

		3 2 0 0 0		^2 7-132
3-2 0 5		0 3 2 0 0		^0 0 10 1
-2 1-22	; b)	0 0 3 2 0	; ^c)	~^2 0 702
0 —2 5 0		0 0 0 3 2		-3 -2 4 5 3
5 0 3 4		2 0 0 0 3		^1 0 0 0 1

Zadania

87

*

3.10

a) W_n =

c) W_n =

2 cos x 1 0

0

0

Korzystając z zasady indukcji matematycznej uzasadnić podane tożsamości:

0 0 0

0 0 0 0		a	...00..	b
0 0	4^n+1-l , , rrr	0	... a b ■ ■	0
	- 3 i b) W2n -	0	... b a . • •	0
5 1
4 5		6	•    O •    o	a
1	0 ... 0 0

2 cosx 1

1

2 cosx

0

0

0

0

sm

- (a²-6²)

smx

0

0

0

0

2cosx

1

1

2cosx

gdzie x ^ fcźr oraz k € Z (n oznacza stopień wyznacznika).

a)

Nie obliczając wyznaczników znaleźć rozwiązania podanych równan:

1	1	1	1		1	-2	3	-4
2 5 - x		2	2	— 0; b)	-1	X	-3	4x
3	3	5 - x	3		1	-2	£	-4
4	4	4	5 — x		-1	X	— X	x + 3

3.12

= 0.

Obliczyć podane wyznaczniki wykorzystując występujące w nich regularności:

^a)

a)

b)

1 1 2 2

3    3

4    4 4 5

c)

1	1	1	3	3	3
0	1	1	3	3	0
0	0	1	3	0	0
0	0	3	1	0	0
0	3	3	1	1	0
3	3	3	1	1	1

Obliczyć podane wyznaczniki stopnia n > 2 wykorzystując występujące w nich regularności:

4 4 . 1 4 .	. 4 4 . 4 4	; b)	12 3. 2    2 3. 3    3 3.	. n . n . n	; c*)	lii. 1 2 2^2 . 1 3 3^2 .	1 2""^1 3”"^1
1 1 . 1 1 ••	. 4 4 . 1 4		n n n .	. n		Inn^2.	. n^n_1