• 締切済み

線形代数について

線形代数の質問です。 次の変形定理を用いて以下ののことを証明せよ。 任意の行列A≠Oは適当な行基本変形を何回か行うことにより、必ず階段行列Bに変換できる。このとき、Bはある正則行列Pを用いて B=PA と表せる。 問.Aを正方行列とするときAX=IとXA=Iは同値であることを証明せよ。ただしIは単位行列。 大学の課題で出されたのですが、授業ではまだやっていないので教科書をよんでもイマイチわかりません。なにかヒントとかで良いんでどなたか教えていただけませんか? この質問に補足する

みんなの回答

  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.1

成分計算をしてみると、 階段行列 B が正則となる必要十分条件は、detB ≠ 0 である ことが判る。 よって、質問文中の「変形定理」により、 O でない行列 A が正則である必要十分条件は、detA ≠ 0 である ことが従う。 AX = I を仮定すると、 (detA)(detX) = 1 より detA ≠ 0 だから、A^-1 が存在する。 よって、XA = IAX = (A^-1)AXA = (A^-1)IA = I. 逆も同様。

関連するQ&A

  • 線形代数学 正則について

    正方行列で AX=XA=Eが成り立つとき Aは正則であることを証明せよ という問題が解けません やり方を教えてください

  • 右逆行列の存在証明

    線形代数で行列の「正則」で悩んでいます。 手持ちの線形代数の本ではどの本も 「正則」の「定義」が 正方行列 A に対して XA = AX = E(単位行列) となる X が存在する場合 A は「正則」である。 と定義し、これを出発点として様々な定義を導いています。 これはこれでよいのですが、しかし、よく考えてみると 1) XA=E が存在する場合 A は正則とする(左逆行列による正則の定義) 2) XA=E が存在する場合AX'=E が存在する(右逆行列の存在定理) 3) X = X' (左逆行列 と 右逆行列の同一性の定理) というように、定義は基本的な定義と2個の定理に 分解できるような気がします。 定理なら証明が必要と思い、いろいろ考えてみたのですが、 1),かつ2) ⇒ 3) は XAX' = X = X' なので簡単なのですが、 2) をどうしても証明できません。 そもそもこのような定義から出発するのは間違っているのでしょうか? また、2)の証明が載っている参考書はありませんでしょうか? 以上よろしくお願い致します。

  • 線形代数 行列 対角化

    対角化について質問させて頂きます。 対角化とは、 「正方行列を適当な線形変換により、もとの行列と同値な 対角行列に帰着させること。」 と説明がありました。 ここで、同値とは具体的にどのような内容を指すのでしょうか? また、対角化を求める際、 正方行列Aに対してP^-1APとなる正則行列Pを求めます。 この正則行列Pは正方行列Aより求めた固有値に属する固有ベクトル を並べたものになりますが、これはなぜですか? なぜ、固有ベクトルを並べたものが正則行列Pになるのでしょうか? 以上、ご回答よろしくお願い致します。

  • 線形代数の証明です。この考え・・・いいですか?

    A∈M(n;F)とするとき、(1)Aは正則行列である(2)適当な基本変形行列の積BがあってBA=Enとなる。(3)Aは基本線形行列の積として表される。この3条件が同値であることを示すのですが・・・・・・・・・・・・私は(2)より適当な基本行列の積Bは正則行列でありBA=EnよりA=Bの∈(インバース)よってAは正則行列(1) またBの∈(インバース)も基本変形行列の積であるからAは基本行列の積として表される(3)  なにかアドバイスがあったらお願いします。

  • 線形代数の問題で・・・

    線形代数の問題で解答がない証明問題でどうしてもわからない問題があるので教えてください。 問題内容は、  (i,j)成分がaij = |i-j|であるn次正方行列Aについて、 |A|= {(-1)^(n-1)}(n-1)2^(n-2) となることを証明せよ。 です。 ちなみに問題は教養の線形代数という本にある問題です。 教えてください。 お願いします。

  • 線形代数の問題です

    線形代数で次のような問題があったのですが教えていただきたいです。1 n次正方行列Aに対し、次の3条件が同値であることを示せ。 ○+は直和とする。 (1) R^n = ImA ○+ KerA (2) ImA ∩ KerA = {0} (3) Ker(A^2) = KerA (1)⇒(2) を示すときに、直和なので(2)は定義どおりのような気もするのですがこれは違うのでしょうか? そうすれば (2)⇒(1) を示すのは次元定理を使ってやればいいのかと考え、 あとは (2)⇔(3)を示そうかなと考えましたが… 何かしらのヒント、もしくは回答よろしくお願いします。

  • 線形代数 証明

    線形代数の証明がわからず困ってます>_<; rank(A)=r ⇔ Aの小行列のうち行列式が0でないものの最大次数はrである。 この定理の証明がわかりません… わかる方いらっしゃいましたら よろしくお願いいたします!

  • 線型代数

    大学の講義で出題された線型代数に関する問題についての質問です。 <問題> ※Iは単位行列 Aをn次正方実行列とする。tI-Aが正則行列となるt∈Rに対して、A(t)=(tI-A)^-1とおく。 [1] A(t)が存在しないt∈Rは高々n個であることを示せ。 [2] また、それら以外のt∈RについてA(t)は連続関数であることを示せ。 [3] さらに、A(s)-A(t)=(t-s)A(t)A(s)を示せ。 [1]については「tI-Aの逆行列が存在しないのはn個のt(実数)のときだけであることを証明せよ」という題意は分かりましたが、その手順がまったく思い浮かびません。 [2]については「連続関数」の定義すらよく分かりませんので、無論証明の手順は思いつきません。 [3]についても題意は理解したつもりですが、証明手順が分かりません。 全くの初心者にも分かるようなきめ細やかな証明手順の説明をお願いします。

  • 線形代数学の証明問題

    線形代数学の証明問題を解いてほしいのでお願いします。 正方行列Aが Aの転置行列とAとの積が 単位行列Eを満たす時、 Aの行列式|A|が 1、または-1になる事を証明してほしいです。 ヒントだけでも構わないのでよろしくお願いします。

  • 線形代数学 逆行列 証明 性質

    線形代数学の証明がわからないので解いていただけないでしょうか? A^2=Aならば、A=EであるかまたはAは正則行列ではない。 というものです。 お願いします。