שבוע 0 — חזרה מסמסטר א׳
מטריצה מצורפת וכלל קרמר
מטריצה מצורפתכלל קרמרמינוריםדטרמיננטות
רקע — על מה השבוע הזה
אלה הכלים מסמסטר א׳ שהקורס הזה נשען עליהם כבר מהשיעור הראשון. המטריצה המצורפת adj(A) בנויה מהמינורים של A עם סימני שחמט והיא משוחלפת — האיבר ה‑(i,j) בה בנוי מהמינור ה‑(j,i). מכאן נובע הקשר המרכזי A·adj(A) = det(A)·I, ומכאן גם הנוסחה להופכית וגם כלל קרמר.
מטריצה מצורפתכלל קרמרמינוריםדטרמיננטות
אם נתון לי… אז אני יודעת
7 מסקנות · זה מה שכותבים בשורה הראשונה של הפתרוןבשאלה מופיעה
- — זו הזהות היחידה שהכול נגזר ממנה
- אם הפיכה: , ומכאן ממשיכים באלגברה של מטריצות הפיכות
- תמיד כדאי להפעיל על שני אגפי המשוואה הנתונה ולקבל משוואה סקלרית ב-
מוגדרת לכל מטריצה ריבועית, גם לא הפיכה. ההצבה חוקית רק אחרי שהראית .
צריך לחשב לפי ההגדרה
- — האינדקסים מתחלפים
- היא השחלוף של מטריצת הקופקטורים
- עבור :
זו הטעות מספר 1: לכתוב במקום . בבדיקה מהירה — הכפילי ב- וודאי שקיבלת .
הפיכה
- למערכת יש פתרון יחיד
- מותר להשתמש בכלל קרמר
מעל שדה סופי "שונה מאפס" הוא מודולו : ב- הערך פירושו , כלומר אינה הפיכה.
- אינה הפיכה והעמודות שלה ת"ל
- אסור להשתמש בכלל קרמר ואסור להציב
- למערכת יש אינסוף פתרונות או אף פתרון
מ- אי אפשר להסיק — אין חוק צמצום למטריצות לא הפיכות.
נתונה מערכת ריבועית עם
- הפתרון יחיד ונתון בכלל קרמר:
- היא שבה העמודה ה- הוחלפה ב-
- אם ביקשו רק רכיב אחד — מחשבים רק דטרמיננטה אחת, לא פותרים את המערכת
קרמר דורש מטריצה ריבועית והפיכה. במערכת עם פרמטר חייבים לפצל למקרים לפי , ובמערכת לא ריבועית קרמר לא חל כלל.
מופיעה של מכפלה או של כפל בסקלר
- — שימי לב להיפוך הסדר
- (כאשר הפיכה)
אינה לינארית: בדרך כלל. וכן — הסימן תלוי בזוגיות .
השאלה מבקשת של ביטוי מטריציוני
- ו-
- אחרי ההפעלה נשארת משוואה סקלרית אחת — פותרים אותה כמשוואה רגילה
ולא — זו הטעות היקרה ביותר. וגם .
איך מפריכים
מהבדיקה הזולה ביותר לכיוון היקרהלהפריך זהות מוצעת על (למשל )
- 1שלב 0 — לא לחפש דוגמה נגדית ב-: שם היא לינארית ולכן לא תמצאי שם דוגמה נגדית לאדיטיביות.
- 2עברי ל- ולמטריצות הכי פשוטות שיש: .
- 3חשבי בעזרת : , בעוד . — הופרך.
- 4לזהות מהצורה : קחי ו-, ואז .
- 5רק אם שתי הדוגמאות הפשוטות נכשלו — נסי מטריצה אלכסונית לא סקלרית כמו .
להפריך שאפשר לפתור את המערכת בכלל קרמר
- 1בדקי שהמערכת ריבועית — אם מספר המשוואות שונה ממספר הנעלמים, קרמר לא חל וסיימת.
- 2חשבי . אם הוא — קרמר לא חל.
- 3אם יש פרמטר: פתרי וקבלי בדיוק את הערכים שבהם קרמר נשבר.
- 4הדגימי שם: הראי שהמערכת חסרת פתרון או בעלת אינסוף פתרונות (דירוג מהיר).
איך מוכיחים
המהלכים שעובדים בשבוע הזהלהוכיח זהות שמערבת
- 1בדקי אם נתון (או נובע) ש- הפיכה. אם לא — עבדי ישירות עם .
- 2אם כן — החליפי כל ב-. מכאן זו אלגברה של מטריצות הפיכות בלבד.
- 3העבירי את הסקלרים () לצד אחד — הם מתחלפים עם הכול.
- 4צמצמי משמאל/מימין במטריצות הפיכות בלבד, וכתבי במפורש למה מותר.
- 5אם המבוקש הוא רק דטרמיננטה — הפעילי על שני האגפים כבר בהתחלה.
לחלץ ממשוואה מטריציונית נתונה
- 1הפעילי על שני אגפי המשוואה.
- 2פרקי בעזרת , , , .
- 3סמני וקבלי משוואה פולינומית ב- — פתרי אותה.
- 4פסלי פתרונות: אם נתון ש- הפיכה, נפסל.
- 5בשדה סופי — צמצמי מודולו רק בסוף.
להוכיח/להשתמש בכלל קרמר
- 1ודאי ריבועיות והפיכות ().
- 2כתבי ולכן .
- 3הרכיב ה- של הוא בדיוק פיתוח לפלס של לפי העמודה ה-.
- 4מסקנה: .
מסקנות — מה לוקחים מהשבוע
- 1adj(A) תמיד מוגדרת — גם כשהמטריצה לא הפיכה. רק החלוקה ב-det דורשת הפיכות.
- 2הסימון הפוך: [adj(A)]_{ij} בנוי מהמינור M_{ji}. זו הטעות הכי נפוצה בחישוב.
- 3כלל קרמר נוח לשאלות תיאורטיות ולמערכות קטנות, אבל לא לחישוב בפועל.
בשבוע 0 לא הייתה הרצאה — החומר כולו בתרגול 1 ובמטלה 1.