Bài giảng Toán cao cấp - Chương 3: Ma trận và định thức

3.1.4 HẠNG CỦA MA TRẬN 3.1.4.1 Tìm hạng của ma trận bằng phép biến đổi sơ cấp Ta gọi hạng của hệ các véc tơ cột của A là hạng của ma trận A ký hiệu r(A) Hạng r(S) của một hệ véc tơ S của không gian V là số véc tơ của một hệ con độc lập tuyến tính tối đại của S hay là chiều của spanS (xem Định lý 2.16). Vì vậy khi ta thực hiện liên tiếp các phép biến đổi sau, gọi là các phép biến đổi sơ cấp, thì spanS không đổi do đó hạng của hệ không thay đổi: 1) Đổi chỗ cho nhau hai véc tơ của hệ 2) Nhân vào một véc tơ của hệ một số khác 0 3) Cộng vào một véc tơ của hệ một tổ hợp tuyến tính các véc tơ khác của hệ

pdf10 trang | Chia sẻ: thanhle95 | Ngày: 15/07/2021 | Lượt xem: 58 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Toán cao cấp - Chương 3: Ma trận và định thức, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Lý thuyết ma trận thực sự ra đời từ đầu thế kỷ 19, mặc dù nhiều loại bảng số có tính chất đặc biệt đã được biết đến từ hàng trăm năm nay Các ma trận vuông xuất hiện đầu tiên ở đầu thế kỷ 19 trong các công trình về dạng toàn phương và về các phép thế tuyến tính Phép nhân hai ma trận vuông cấp 3 được Gauss (Gau-xơ) đưa ra vào năm 1801 Tên gọi ma trận (Matrix) được nhà toán học Anh Sylvester (Synvét) đưa ra năm 1850 Cayley (Kê-li) là người đầu tiên mô tả một cách tổng quát các phép tính với các ma trận bất kỳ và ma trận nghịch đảo (1858) Peano là người đầu tiên đưa ra cách biểu diễn một ánh xạ tuyến tính qua các ma trận. Còn Gauss là người đầu tiên sử dụng ma trận để nghiên cứu các dạng toàn phương 10/07/2017 1 3.1 MA TRẬN CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.1 KHÁI NIỆM MA TRẬN Một bảng số có m hàng n cột 11 12 1 21 22 2 1 2 ... ... ... n n m m mn a a a a a a A a a a                 được gọi là một ma trận cỡ m  n Ma trận A được gọi là ma trận nguyên (thực, phức) nếu các phần tử aij là các số nguyên (số thực, số phức) Nếu không chỉ rõ cụ thể thì ta xem A là ma trận thực aij là phần tử ở hàng thứ i và cột j 10/07/2017 2 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ma trận A cỡ m  n có thể được viết tắt dạng ij m n A a      Khi m  n ta nói A là ma trận vuông cấp n Tập hợp tất cả các ma trận cỡ m  n được ký hiệu Mm  n Tập hợp tất cả các ma trận vuông cấp n được ký hiệu M n Ví dụ 3.1           523 10 là một ma trận cỡ 23 10/07/2017 3 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC ' ' ' ' , 1, ; 1, ij ijm n m n ij ij m m a b n n a b i m j n                    Hai ma trận bằng nhau khi cùng cỡ và có các phần tử tương ứng đều bằng nhau 3 3 4 6 3 3 1 2 3 x y x x y z w z w w                Ví dụ 3.2 3 4 2 4 2 3 6 2 6 4 3 1 2 1 1 3 2 3 3 3 x x x x y x y y x y z z w z w z w w w w                                      10/07/2017 4 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.2 CÁC PHÉP TOÁN MA TRẬN 3.1.2.1. Phép cộng ma trận , ; 1, ; 1,ij ij ij ij ij ijm n m n m n a b c c a b i m j n                     Ví dụ 3.3 3.1.2.2. Phép nhân một số với ma trận ij ijm n m n k a ka          Ví dụ 3.4                      5423 02141 1083 0121 2 1                              656 552 713 580 149 032 10/07/2017 5 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ví dụ 3.5 Tìm x, y, z và w thỏa mãn 6 4 3 1 2 3 x y x x y z w w z w                    Thực hiện phép cộng ma trận và nhân một số với ma trận ta được 3 3 4 6 3 3 1 2 3 x y x x y z w z w w                3 4 2 4 2 3 6 2 6 4 3 1 2 1 1 3 2 3 3 3 x x x x y x y y x y z z w z w z w w w w                                      10/07/2017 6 2CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Tính chất 3.1 Các tính chất sau đây đúng đối với các ma trận cùng cỡ m  n 1) CBACBA  )()( 2) Ma trận có các phần tử đều bằng 0 gọi là ma trận không và ký hiệu 0 thỏa mãn AAA  00 0 )( AA   nmij aA  3) , trong đó 4) ABBA  10/07/2017 7 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ta cũng kiểm chứng được các tính chất sau đúng với mọi số thực k, h với mọi ma trận cỡ m  n 5) kBkABAk  )( 6) hAkAAhk  )( 7) AkhhAk )()(  8) AA 1 Với 8 tính chất này tập Mm  n là một không gian véc tơ Ký hiệu Eij là ma trận cỡ mn có các phần tử đều bằng 0 ngoại trừ phần tử ở hàng i cột j bằng 1 Hệ các ma trận  1, ; 1,ijE i m j n  là một cơ sở của Mm  n 10/07/2017 8 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ví dụ 3.6 Ma trận cỡ 23 bất kỳ có thể biểu diễn duy nhất thành tổ hợp tuyến tính các ma trận Eij 11 11 12 12 13 13 21 21 22 22 23 23a E a E a E a E a E a E      11 12 13 11 12 13 21 22 23 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a a a a a a a a a                          2321 22 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 aa a                    21 22 23 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 a a a                    11 12 13 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a a a                    10/07/2017 9 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.2.3 Phép nhân ma trận Tích hai ma trận ij m p A a      và ij p n B b      là ma trận cỡ m  n được ký hiệu và định nghĩa bởi ij m n AB c      Tồn tại ma trận tích AB khi số cột của ma trận A bằng số hàng của ma trận B 1 1, ; 1, p ij ik kj k c a b i m j n     víimäi Phần tử ở hàng thứ i cột thứ j của ma trận tích AB bằng tổng của tích các phần tử hàng thứ i của ma trận A với các phần tử tương ứng cột thứ j của ma trận B 10/07/2017 10 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Vậy phần tử ở hàng thứ i cột thứ j của AB bằng tổng của tích các phần tử hàng thứ i của A với các phần tử tương ứng cột thứ j của B j i                                                  pj j j ipiiij b b b aaac 2 1 21 10/07/2017 11 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ví dụ 3.7 10/07/2017 12 1 3 1 0 2 4 x y z w                                              177 159 42 01 31 521 321   2 1 4 2 3        2 8 4 3 12 6      3 3 2 4 2 4 x z y w x y x z y w             3CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ta thấy rằng tích của hai ma trận A và B định nghĩa được khi số cột của A bằng số hàng của B Vì vậy có thể định nghĩa AB nhưng không định nghĩa được BA nếu số cột của B không bằng số hàng của A Khi A, B là hai ma trận vuông cùng cấp thì ta có đồng thời AB và BA. Mặc dầu vậy chưa chắc có đẳng thức AB  BA Nói cách khác tích ma trận không có tính giao hoán 10/07/2017 13 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Chẳng hạn, xét 1 0 0 0 1 2 0 0 2 3 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A B                                                 1 2 0 0 3 6 0 0 11 4 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AB BA                                                   10/07/2017 14 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Tính chất 3.2 Giả sử A, B, C là các ma trận với số cột số hàng thích hợp để các phép toán sau xác định được, khi đó ta có các đẳng thức: 1) A(BC)  (AB)C tính kết hợp 2) A(B  C)  AB  AC tính phân phối bên trái phép nhân ma trận với phép cộng 3) (B  C)A  BA  CA tính phân phối bên phải phép nhân ma trận với phép cộng 4) Với mọi k, k(AB)  (kA)B  A(kB) 10/07/2017 15 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 5) Với mọi số tự nhiên dương n ta xét ma trận In vuông cấp n có các phần tử trên đường chéo bằng 1 và các phần tử ở vị trí khác đều bằng 0 Khi đó với mọi ma trận A cỡ mn ta có m nI A A AI  Ma trận In được gọi là ma trận đơn vị cấp n 10/07/2017 16 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Xét ma trận A cỡ 2 3 Chẳng hạn 11 12 13 21 22 23 a a a A a a a        11 12 13 11 12 13 3 21 22 23 21 22 23 1 0 0 0 1 0 0 0 1 a a a a a a AI A a a a a a a                   11 12 13 11 12 13 2 21 22 23 21 22 23 1 0 0 1 a a a a a a I A A a a a a a a                   10/07/2017 17 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Khác với phép nhân các số: tích hai số khác 0 là một số khác 0. Ta có thể tìm được hai ma trận khác 0 có tích là ma trận 0 1 2 0 0 2 6 0 0 2 4 0 0 1 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A B                                                 Chẳng hạn ,A B  0 nhưng AB  0 10/07/2017 18 4CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.2.4 Đa thức ma trận Giả sử p(t)  a0  a1t    ak t k là một đa thức bậc k Với mọi ma trận A vuông cấp n, ta định nghĩa đa thức của ma trận A như sau: 0 1( ) k kp A a I a A a A    Ví dụ 3.8 1 2 4 3 A       3( ) 5 4 2p t t t  Cho ma trận và đa thức 3 1 0 1 2 1 2 13 52 ( ) 5 4 2 0 1 4 3 4 3 104 117 p A                             10/07/2017 19 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.2.5 Ma trận chuyển vị Cho ma trận A cỡ m  n, nếu ta đổi các hàng của ma trận A thành các cột (và do đó các cột thành các hàng) thì ta được ma trận mới cỡ n m, gọi là ma trận chuyển vị của ma trận trên A, ký hiệu A t , ; 1, 1,t ij ij jin m A c c a i n j m        Ví dụ 3.9 4 1 2 0 5 9 A          4 2 5 1 0 9 tA         10/07/2017 20 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Tính chất 3.3 1) ttt BABA  )( 2) tt kAkA )( 3) ttt ABAB )( Nếu A  At thì A được gọi là ma trận đối xứng (A là ma trận vuông có các phần tử đối xứng nhau qua đường chéo thứ nhất) A   At thì A được gọi là phản đối xứng (A là ma trận vuông có các phần tử đối xứng và trái dấu qua đường chéo thứ nhất, các phần tử trên đường chéo thứ nhất bằng 0) ij ij t a a A A                             10/07/2017 21 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.3 MA TRẬN CỦA MỘT HỆ VÉC TƠ 3.1.3.1 Định nghĩa ma trận của một hệ véc tơ Giả sử V là không gian n chiều với một cơ sở B  {e1, , en} {v1, , vm} là một hệ véc tơ của V có tọa độ trong cơ sở B: 1 , 1,..., n j ij i i v a e j m    Khi đó ma trận ij n m A a      có các cột là tọa độ của các véc tơ {v1, , vm} trong cơ sở B gọi là ma trận của hệ véc tơ {v1, , vm} trong cơ sở B. Ngược lại, với ma trận A cỡ n  m cho trước thì ta có hệ m véc tơ mà toạ độ của nó trong cơ sở B là các cột của A 10/07/2017 22 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Nói riêng, nếu 1 1 ... n nu x e x e   ta ký hiệu   1( ,..., )nu x xB   1 n x u x           B Ví dụ 3.10 Xét hệ véc tơ 1 2 3(4,1,3, 2), (1,2, 3,2), ( , , , )v v v x y z t     Có ma trận trong cơ sở chính tắc 4 1 1 2 3 3 2 2 x y z t             10/07/2017 23 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.3.2 Ma trận chuyển cơ sở Giả sử B  {e1, , en}, B  {e 1, , e n} là hai cơ sở của V Ma trận của hệ véc tơ B  trong cơ sở B được gọi là ma trận chuyển từ cơ sở B sang cơ sở B  Nghĩa là nếu 1 ' , 1,..., n j ij i i e t e j n    thì 'ij T t    B B là ma trận chuyển từ cơ sở B sang cơ sở B    1 1 'i ij jn n n n x t x                ''ij u t u    B B BB Ta có công thức đổi tọa độ 1 1 1 1 1 1 : ' ' ' ' n n n n n n i i j j j ij i ij j i i j j i i j u V u x e x e x t e t x e                               10/07/2017 24 5CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Nếu A, A  lần lượt là ma trận của {v1, , vn} trong cơ sở B và B  thì ' 'ij A t A    B B Ví dụ 3.11 là hai cơ sở của không gian véc tơ 2 (Xem ví dụ 2.16 Chương 2) 1 2 1 2( , ) (4 3 ) ' ( ) 'u x y xe ye y x e x y e          ( , ); (4 3 , )'u x y u y x x y   B B Hai hệ véc tơ B e1, e2, B ’ e’1, e’2 với e1  (1,0) , e2  (0, 1) và e1  (1,1) , e2  (4,3) 10/07/2017 25 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ma trận chuyển từ cơ sở B sang cơ sở B  là 1 4 1 3 T        do đó 1 4 4 3 1 3 x y x y x y                  Ma trận chuyển từ cơ sở B  sang cơ sở B là 3 4 ' 1 1 T       do đó 4 3 3 4 1 1 y x x x y y                    B e1  (1,0), e2  (0, 1) B’ e1  (1,1), e2  (4,3)} 10/07/2017 26      1 2(4 3 , ) ( 3,1); (4, 1)' ' 'u y x x y e e       B B B   (4 3 , )'u y x x y  B CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.1.4 HẠNG CỦA MA TRẬN 3.1.4.1 Tìm hạng của ma trận bằng phép biến đổi sơ cấp Ta gọi hạng của hệ các véc tơ cột của A là hạng của ma trận A ký hiệu r(A) Hạng r(S) của một hệ véc tơ S của không gian V là số véc tơ của một hệ con độc lập tuyến tính tối đại của S hay là chiều của spanS (xem Định lý 2.16). Vì vậy khi ta thực hiện liên tiếp các phép biến đổi sau, gọi là các phép biến đổi sơ cấp, thì spanS không đổi do đó hạng của hệ không thay đổi: 1) Đổi chỗ cho nhau hai véc tơ của hệ 2) Nhân vào một véc tơ của hệ một số khác 0 3) Cộng vào một véc tơ của hệ một tổ hợp tuyến tính các véc tơ khác của hệ 10/07/2017 27 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Vì vậy để tìm hạng của một ma trận ta thực hiện các biến đổi sơ cấp lên các cột hoặc các hàng để đưa ma trận về dạng hình bậc thang, từ đó suy ra hạng của ma trận. Ví dụ về tính theo cột: Ví dụ 3.12 Vậy r(A)  2 1 3 4 2 2 1 1 4 1 2 1 2 A            3 1 2 2 4 1 3 3 2 1 4 4 c c c c c c c c c         1 0 0 0 2 7 7 0 1 5 5 0           1 0 0 0 2 7 0 0 1 5 0 0           c c1 1 2 2 2 3 3 c c c c c     10/07/2017 28 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Ví dụ về biến đổi sơ cấp theo hàng: Ví dụ 3.12 Vậy r(A)  2 1 3 4 2 2 1 1 4 1 2 1 2 A            2 1 2 2 1 3 3 h h h h h h      1 3 4 2 0 7 7 0 0 5 5 0          1 3 4 2 0 7 7 0 0 0 0 0          2 3 3 5 7 h h h  10/07/2017 29 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 1 4 1 1 52 1 2 2 3 1 1 3 3 1 4 44 2 2 5 515 3 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 2 2 1 1 2 1 1 1 2 c c c c c c c c c c c c c c c c cc c c c cc c a a B a a                                                1 1 2 3 3 2 ( 3) ( 1) 22 3 4 4 (3 2 ) 3 22 3 5 5 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 2 1 3 1 2 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 2 1 1 3 2 2 1 1 2 2 2 2 c c c c c c a c a c c c a c c c c a a a a                                       Vậy       13 14 )( a a Br nÕu nÕu 10/07/2017 30 1 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 1 1 0 0 2 1 1 2 2 0a              6CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC  Khái niệm định thức lần đầu tiên được Leibniz (Lépnít) đưa ra vào năm 1693 khi bàn đến việc giải hệ phương trình tuyến tính  Định thức của ma trận vuông cấp 2 bằng tích đường chéo thứ nhất trừ tích đường chéo thứ hai 11 12 11 22 12 21 21 22 a a a a a a a a    Ma trận và định thức ngày nay luôn đi liền với nhau và hầu như mọi người đều cho rằng khái niệm định thức phải ra đời sau khái niệm ma trận, nhưng sự thực ngược lại  Định thức của ma trận vuông cấp n tổng quát được xét trong chương này  Định thức hình thành là nhằm để giải các hệ phương trình tuyến tính mà việc làm này đã có một lịch sử lâu đời trước đó 10/07/2017 31 3.2 ĐỊNH THỨC CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC  Định thức được tiếp tục phát triển và nghiên cứu qua các công trình của Cramer (Cờrame) (Thụy sĩ), Jacobi (ia-cô-bi) (Đức), Laplace (Pháp), Vandermonde (Vănđécmông) (Hà Lan) ...  Cauchy (Cô-si) (Pháp) là người đầu tiên nghiên cứu khái niệm định thức một cách hệ thống  Ngoài ứng dụng để giải hệ phương trình tuyến tính, định thức còn được sử dụng để nghiên cứu những vấn đề của ma trận như: ma trận nghịch đảo, hạng của ma trận, tìm giá trị riêng...  Định thức Jacobi được sử dụng trong phép đổi biến số của tích phân nhiều lớp  Định thức Wronsky (vrông-xki) dùng để kiểm tra tính chất độc lập tuyến tính của các nghiệm của phương trình vi phân tuyến tính thuần nhất  Khảo sát tính chất độc lập của một hệ véc tơ 10/07/2017 32 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.2.1 ĐỊNH NGHĨA ĐỊNH THỨC Khi giải hệ phương trình tuyến tính      ''' cybxa cbyax ta tính các định thức '' '' baab ba ba D  '' '' bccb bc bc Dx  '' '' caac ca ca Dy           2221 1211 aa aa ANhư vậy định thức của ma trận vuông cấp 2: 21122211 2221 1211 aaaa aa aa A  10/07/2017 33 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Đó là định thức của ma trận vuông cấp n 10/07/2017 34 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 10/07/2017 35 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 10/07/2017 36 3.2.2 MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ ĐỊNH THỨC Ví dụ 3.14 2 5 3 4 1 6 x y z 2. .6 5.4. .3.1 . . 5.3.6 2.4.1y z x x y z      12 20 3 90 8y z x xyz      3 12 20 98x y z xyz     7CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Tính định thức 11...n nnD a a Ví dụ 3.15 nn n n n n a aa aaa aaaa D  333 22322 1131211 ... ... ...  10/07/2017 37 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Tương tự Ví dụ 3.16 2 0 7 2 ( 7) ( 1) 3 42 0 0 1 0 0 0 3 a b c d e f          11 21 22 31 32 33 11 1 2 3 ' ... ... n nn n n n nn a a a a a aD a a a a a a       10/07/2017 38 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 11 12 1 1 1 21 22 2 1 ( 1) 2 1 , 1 1 ... ... "' ( 1) ... ... n n n n n n n k n k n n a a a a a a a D a a a a           Ví dụ 3.18 3 2 2 4 2 3 0 ( 1) 0 0 x y xyz xyz z      10/07/2017 39 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC Định thức của ma trận A  [ aij ]nn của hệ véc tơ {v1, , vn} trong cơ sở B của không gian véc tơ V cũng được gọi là định thức của hệ véc tơ {v1, , vn} và ký hiệu DB{v1, , vn}. Vậy  1,..., detnD v v AB Ví dụ 3.19 Hệ véc tơ 1 2 3(2,4,1), (3,6, 2), ( 1,5,2)v v v     có ma trận trong cơ sở chính tắc B cùa 3 là 2 3 1 4 6 5 1 2 2 A           1 2 3, , det 49D v v v A BVậy 10/07/2017 40 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3.2.3 CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA ĐỊNH THỨC 1) Nếu đổi chỗ hai hàng của ma trận thì định thức đổi dấu , , ' ' , ' ij ij ij ij kjn n n n mj i k m i m i k a A a A a a a a                    nÕu nÕu nÕu thì det ' detA A  Ví dụ 3.20 ' ' ' " " " " " ' ' " ' a b c a b c a b c a b a c a b c b c  Đổi chỗ hai hàng m và k cho nhau 10/07/2017 41 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 2) Định thức có tính chất tuyến tính đối với mỗi hàng Ma trận ij n n C c      có hàng thứ k là tổ hợp tuyến tính của ij n n A a      và ij n n B b      Nghĩa là .1,..., ij ij ij kj kj kj i k j n c a b c a b         nÕu víi mäi ; hàng thứ k của thì det det detC A B   Ví dụ 3.21 2 2 2 21 1 1 1 1 21 2 ' ' ' ' ' ' ' ' ' a b c a aa b c a b cb c a b b c a b c a b c a c a b c c b            10/07/2017 42 8CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 3) Từ 1) và 2) suy ra rằng trong một ma trận có hai hàng tỷ lệ thì định thức bằng 0 4) Nếu ta cộng vào một hàng một tổ hợp tuyến tính các hàng khác thì định thức không thay đổi Ví dụ 3.22 ' ' ' ' ' ' ' ' 'a b c a b a b c a b c a b c a b c a b c c ak k k k bk b c c a    10/07/2017 43 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' " " " " " "' ' ' ' ' ' a b c a b c a b c a b c a b c a b c a ba a b c a b c a b c ab c a bc ac b cb c                  CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 5) Định thức của ma trận chuyển vị bằng định thức của ma trận đó det dettA A Ví dụ 3.23 ' ' ' ' ' ' " " " " " " a b c a b a a a b a b c b c c cb c  6) Từ 5) suy ra rằng các tính chất của định thức đúng với hàng thì cũng đúng với cột và ngược lại. Vì vậy ta chỉ cần chứng minh các định lý về định thức đúng với hàng. Chẳng hạn, từ 4) suy ra nếu ta cộng vào một cột một tổ hợp tuyến tính các cột khác thì định thức không thay đổi 10/07/2017 44 CHƢƠNG 3: MA TRẬN VÀ ĐỊNH THỨC 7) Định thức của mọi hệ n véc tơ phụ thuộc tuyến tính của không gian véc tơ n chiều đều bằng 0 10/07/2017 45 Nếu hệ véc tơ  1,..., nv v phụ thuộc tuyến tính thì có một véc tơ là tổ hợp tuyến tín