Determinanten

Sei V ein n-dimensionaler Vektorraum über einem Körper K. Dann heißt eine Abbildung Delta: V^n –> K Determinantenform, wenn sie folgende drei Eigenschaften besitzt:

  1. Delta ist multilinear.
  2. Sind von den Vektoren {a}_1,...,{a}_n zwei gleich, so gilt: Delta({a}_1,...,{a}_n) = 0.
  3. Es gibt eine Basis B= {b}_1,...,{b}_n} von V mit Delta({b}_1,...,{b}_n) \neq 0.

Die Determinante einer Matrix A = (a_{ij})_{1 <= i,j <= n} in K^{n × n} ist definiert als

det A := sum_{pi in S_n {sgn}(pi) a_{pi(1)1} a_{pi(2)2} *s a_{pi(n)n}

Die Determinante einer Matrix A = ({a}_1 *s {a}_n) hat folgende Eigenschaften:

  1. det A \neq 0  <==> } A regulär
  2. det A * B = det A * det B
  3. det A^{-1} = (det A)^{-1}
  4. det A^T = det A
  5. det (\begin{array}{ccc} a_{11} & * & * \\ 0 & \ddots & * \\ 0 & 0 & a_{nn} \end{array} )= a_{11} * ... * a_{nn}
  6. det ({a}_1 *s {a}_{j-......{a}_{j+1} *s {a}_n) = x * det A
  7. det ({a}_1 *s {a}_{i-......uremath{a}_{i+1} *s {a}_n) = det A      (falls i \neq j)
  8. det ({a}_1 *s {a}_{i-......remath{a}_{j+1} *s {a}_n) = -det A
Eigenschaften (6) bis (8) gelten analog auch für Zeilen.

Der Kofaktor A_{ij} einer Matrix A = (a_{ij})_{1 <= i,j <= n} in K^{n × n} ist definiert als die Determinante jener Matrix, die aus A durch das Ersetzen der j-ten Spalte durch den Vektor {e}_i der kanonischen Basis hervorgeht.

Es gilt auch:

A_{ij} = (-1)^{i+j} * D_{ij}

wobei D_{ij} die Determinante jener Matrix ist, die aus A durch Streichen der i-ten Zeile und der j-ten Spalte hervorgeht.

Mit diesen Bezeichnungen erhält man den Laplace'sche Entwicklungssatz:

det A & = & sum_{i=1}^n a_{ij} * A_{ij} = \...... = sum_{j=1}^n (-1)^{i+j} * a_{ij} * D_{ij}



Die zu A in K^{n × n} inverse Matrix berechnet man durch

A^{-1} = \frac1{det A} * (\hatA)^T,   {wobei } \hatA := (A_{ij})_{1 <= i,j <= n}

Die Menge aller regulären n × n-Matrizen A über einem Körper K wird üblicherweise mit GL(n,K) (general linear group), die Teilmenge jener Matrizen aus GL(n,K) mit det A = 1 mit SL(n,K) (special linear group) bezeichnet.


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