Engineering Fundamentals/공업수학

공업수학 요점정리 #18 - 선형대수학(Linear Algebra) - 행렬식(Determinant)

LiDARian 2021. 6. 2. 23:13
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Permutation. 순열

모든 순서의 경우의 수를 따져서 한수의 뒤의 수가 더 작은 수인 회수들을 합한 함수

이게 뭔소리냐???

12345를 25143으로 뒀을 때, permutation $p$의 값은?

2의 오른쪽에서 2보다 작은 수 1개
5의 오른쪽에서 5보다 작은 수 3개
1의 오른쪽에서 1보다 작은 수 0개
4의 오른쪽에서 4보다 작은 수 1개

따라서 $p = 5$이고, 홀수이기에 이를 odd permutation이라고한다.


이 때 $\sigma (p)$가 even permutation이면 1이고, odd permutation이면 -1이다.


Determinant의 Definition (별로 안중요하다.)

$det(A) = |A| = \Sigma_{p} \sigma (p)a_{1p(1)}a_{2p(2)}...a_{np(n)}$

ex)
$A = \begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \end{bmatrix}$이면,
$|A| = a_{11}a_{22} - a_{12}a_{21}$이다.

ex)
$A = \begin{bmatrix}a_{11} & a_{12} & a_{13} \\ a_{21} & a_{22} & a_{23} \\ a_{31} & a_{32} & a_{33} \end{bmatrix}$이면,
$|A| = a_{11}a_{22}a_{33}-a_{11}a_{23}a_{32}+a_{12}a_{23}a_{31}-a_{12}a_{21}a_{33}+a_{13}a_{21}a_{32}-a_{13}a_{22}a_{31}$이다.


Properties of Determinants

  1. ERO를 $A$에 적용해서 $B$가 된다고 할 때
    1-1. Type1 ERO를 하면, $|B| = -|A|$
    1-2. Type2 ERO를 하면, $|B| = \alpha |A|$
    1-3. Type3 ERO를 하면, $|B| = |A|$

  2. zero row/column이 있으면 $|A| = 0$, two row/column same이면 $|A| = 0$, one row/column is constant multiple of other row/column이면 $|A| = 0$

  3. $|A|^t = |A|$

  4. 하나의 row k에 대하여 $a_{kj} = b_{kj} + c_{kj}$이 성립하는 경우,

$$\begin{bmatrix}a_{11} & ... & a_{1j}& ...& a_{1n} \\ ... \\ b_{k1} + c_{k1} & ... & b_{kj} + c_{kj}& ...& b_{kn} + c_{kn} \\ ... \\ a_{n1} & ... & a_{nj}& ... & a_{nn} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix}a_{11} & ... & a_{1j}& ... & a_{1n} \\ ... \\ b_{k1}& ... & b_{kj}&...& b_{kn} \\ ... \\ a_{n1} &... & a_{nj}&...& a_{nn} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix}a_{11} &... & a_{1j}&...& a_{1n} \\ ... \\ c_{k1}&... & c_{kj}&...& c_{kn} \\ ... \\ a_{n1} &... & a_{nj}&...& a_{nn} \end{bmatrix}$$

  1. $A, B$ 모두 크기가 n인 정사각행렬일 때, $|AB| = |A||B|$

  2. $|A| \neq 0$이면 $A$는 nonsingular(역행렬이 존재한다.)

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