Тема . Линал и алгебра.

.09 Обратные матрицы. Определитель. Метод Жордана для СЛУ и обратной матрицы. Метод Крамера.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела линал и алгебра.
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#70258

Поверив в то (а это, конечно, правда), что числа 1798,2139,3255,4867  делятся на 31  , доказать, ничего не считая, что и определитель матрицы

    (           )
      1  7  9  8
    ||           ||
A = || 2  1  3  9||
    |( 3  2  5  5|)

      4  8  6  7

Тоже делится на 31  .

Замечание. Ещё раз обговорим условия - в этой задаче для доказательства вообще запрещены любые вычисления - начиная от непосредственного вычисления определителя, заканчивая любыми арифметическими операциями.

Показать доказательство

Введём для удобства такую вот матрицу      (             )
     |1  0  0  1000|
     ||0  1  0   100||
D =  |             |
     |(0  0  1   10 |)
      0  0  0    1 .

А теперь заметим, что

(           ) (              )   (              )
| 1  7  9  8| | 1  0  0 1000 |   | 1  7  9  1798|
|| 2  1  3  9|| || 0  1  0  100 ||   || 2  1  3  2139||
|           | |              | = |              |
|( 3  2  5  5|) |( 0  0  1  10  |)   |( 3  2  5  3255|)
  4  8  6  7    0  0  0   1        4  8  6  4867

Далее, по свойству определителей,

   (              )                                       (           )
     1  7  9  1798                                          1  7  9  8
   |              |                                       |           |
   || 2  1  3  2139||                                       || 2  1  3  9||
det|| 3  2  5  3255|| =  det(AD  ) = det A ⋅detD = det A = det|| 3 2  5  5||
   (              )                                       (           )
     4  8  6  4867                                          4  8  6  7

поскольку det D = 1  (при развертывании определителя из 24 слагаемых у detD  только одно слагаемое будет ненулевым - когда мы возьмём все элементы на главной диагонали).

Однако, коль скоро все указанные в условии числа делятся на 31, то для них, по определению делимости, найдутся такие α ∈ ℤ,β ∈ ℤ,γ ∈ ℤ,δ ∈ ℤ  такие, что

1798 = 31⋅ α,2139 = 31⋅β, 3255 = 31⋅γ,4867 = 31 ⋅δ

Таким образом, мы можем написать, что

   (               )      (           )
     1  7  9  31⋅α          1  7  9  8
   ||               ||      ||           ||
det| 2  1  3  31⋅β | = det| 2  1  3  9|
   || 3  2  5  31⋅γ ||      || 3  2  5  5||
   (               )      (           )
     4  8  6  31⋅δ          4  8  6  7

Теперь по свойству определителя, из последнего столбца определителя    (              )
     1  7 9  31 ⋅α
   ||              ||
det|| 2  1 3  31 ⋅β||
   |( 3  2 5   31⋅γ|)
     4  8 6   31⋅δ можно вынести общий множитель 31  и получить:

       (           )      (           )
        1  7  9  α          1  7  9  8
       ||           ||      ||           ||
31⋅det ||2  1  3  β || = det|| 2  1  3  9||
       |3  2  5  γ |      | 3  2  5  5|
       (           )      (           )
        4  8  6  δ          4  8  6  7

Откуда видно, что     (|1  7  9  8)|
    ||2  1  3  9||
det |          |
    |(3  2  5  5|)
     4  8  6  7 делится на 31, поскольку он есть 31, умноженный на    (           )
   | 1  7  9  α|
   | 2  1  3  β|
det||           ||
   |( 3  2  5  γ|)
     4  8  6  δ , а     (           )
    |1  7  9  α |
    |2  1  3  β |
det ||           ||
    |(3  2  5  γ |)
     4  8  6  δ - это явно целое число, поскольку все элементы этой матрицы целые, а при подсчете определителя мы только умножаем и складываем, а, значит, если все элементы матрицы целые, то и её определитель цел.

Таким образом, наш исходный    (           )
     1  7  9  8
   |           |
   || 2  1  3  9||
det|| 3  2  5  5||
   (           )
     4  8  6  7 получается равен целому определителю    (           )

   | 1  7  9  α|
   || 2  1  3  β||
det||           ||
   ( 3  2  5  γ)
     4  8  6  δ , умноженному на 31. И мы всё доказали.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!