6.1¶
次の問いに答えよ。
1.正則行列の定義を書け。
2.次の(ア)、(イ)の正則行列の逆行列を求めよ。
2. (ア)¶
解法1. 逆行列の定義から余因子行列を求めて解く
3行目を倍して2行目に加える
2行目を倍して1行目に加える
Source
import numpy as np
A = np.array([
[1, 1, 1],
[1, 1, 2],
[1, 2, 1],
])
def cofactor(A, i, j):
"""余因子を計算する関数"""
A_minor = np.delete(A, i, axis=0)
A_minor = np.delete(A_minor, j, axis=1)
return (-1)**(i + j) * np.linalg.det(A_minor)
def cofactor_matrix(A):
C = np.zeros_like(A, dtype=np.float16)
for i in range(A.shape[0]):
for j in range(A.shape[1]):
C[i, j] = cofactor(A, i=i, j=j)
return C.T
-cofactor_matrix(A)array([[ 3., -1., -1.],
[-1., -0., 1.],
[-1., 1., -0.]], dtype=float16)np.linalg.inv(A)array([[ 3., -1., -1.],
[-1., 0., 1.],
[-1., 1., 0.]])np.linalg.det(A[1:,1:])-2.9999999999999996
積 を計算せよ。
および がともに正則ならば、 は正則であることを示し、 の逆行列を求めよ。
解法1 ブロック行列の行列式,逆行列の公式と証明 | 高校数学の美しい物語 の公式を参考にする場合
よって
なので、 および がともに正則ならば、 は正則。
逆行列は、ブロック行列の行列式,逆行列の公式と証明 | 高校数学の美しい物語 の公式を参考にすると
が 次のべき零行列ならば、 は正則であることを示せ。
べき零行列の性質
べき零行列は正則ではない
の両辺を乗したときとなりは矛盾するため
のとき
べき零行列は固有値がゼロ
、
べき零行列のトレースは0
固有値の和はトレースと一致する
トレースは対角成分の和 → べき零行列は対角成分が0
が正則