数学杂谈 #26

发布时间 2023-05-04 20:58:13作者: crashed

洗澡洗漱的时候突然想到的,感觉比较好玩,记录一下。


在一个域上,考虑 \(n\) 阶非奇异矩阵 \(A\) 和一个向量 \(\bold x\)。令 \(\bold y=A\bold x\)

我们知道 \(\bold x=A^{-1}\bold y\)。但同时 Cramer's Rule 给了我们另外一个路径:\(\bold x_j=\frac{D_j}{D}\),其中 \(D=|A|\),而 \(D_j\) 为将 \(A\) 中第 \(j\) 列用 \(\bold y\) 替换后的行列式的值。

考察 \(D_j\) 的实质。设 \(M_{ij}\)\(a_{ij}\) 的余子式,那么对于第 \(j\) 行展开:

\[\bold x_j=D^{-1}\sum_{k=1}^n(-1)^{k+j}\bold y_kM_{kj} \]

同时,考察逆矩阵的运算:

\[\bold x_j=\sum_{k=1}^nA^{-1}_{jk}\bold y_k \]

于是:

\[\sum_{k=1}^nA^{-1}_{jk}\bold y_k=\sum_{k=1}^n\frac{(-1)^{k+j}M_{kj}}{D}\bold y_k \]

\(\bold y\) 的任意性,可知系数必然对应相等。于是,我们得到了 \(A^{-1}\) 的一行的值。更进一步地:

\[A^{-1}_{jk}=\frac{(-1)^{j+k}M_{kj}}{D} \]

\(D=|A|\) 移到左边,我们得到了 \(A^*_{jk}=|A|A^{-1}_{jk}=(-1)^{j+k}M_{kj}\)

没有了。


不知道能不能等到 Tiw_Air_OAO 现身。(逃