background top icon
background center wave icon
background filled rhombus icon
background two lines icon
background stroke rhombus icon

Скачать "Лекция №2 "Линейная алгебра" (Чубаров И. А.)"

input logo icon
Обложка аудиозаписи
Подождите немного, мы готовим ссылки для удобного просмотра видео без рекламы и его скачивания.
console placeholder icon
Теги видео
|

Теги видео

лекция
линейная
алгебра
чубаров
Субтитры
|

Субтитры

subtitles menu arrow
  • enАнглийский
Скачать
00:00:18
ну что будем приступать наверное еще
00:00:22
подтянуть
00:00:28
мы остановились на время ранге матрицы
00:01:00
на напомню что в прошлый раз было vision
00:01:02
о понятии ранга набора векторов
00:01:05
это количество базисных векторов в этом
00:01:10
наборе либо еще еще иначе максимальное
00:01:14
количество линейно независимых векторов
00:01:16
этом наборе
00:01:19
когда рассматриваются матрицу то есть
00:01:23
это смесь не связаны два набора векторов
00:01:25
наборы и строк и ранг этого набора был
00:01:29
назван рангом по строкам и наборы и
00:01:33
столбцов и рам кота набор был назван
00:01:35
программ по столбцам
00:01:37
и теорема о ранге матрицы гласит что для
00:01:41
любой матери джао
00:01:54
его ранг по строкам
00:02:00
раввин ранга по столбцам
00:02:08
а также равен
00:02:10
[музыка]
00:02:15
р это количество ступенек или ненулевых
00:02:19
строк
00:02:26
в ступенчатом виде этой матрицы
00:02:48
это терема можно доказывать двумя
00:02:51
способами один способ
00:02:53
по сути дела представляет собой алгоритм
00:02:56
как искать ранг а другой способ
00:03:05
доказывают только равенство строчного и
00:03:09
стабса варангов
00:03:11
но зато он ещё использует миноры матрицы
00:03:17
давайте сразу я сформулирую
00:03:20
еще одну теорему которая упоминается как
00:03:23
теорема боюсь нам миноре только прежде
00:03:25
надо дать определение
00:03:27
базисная под матрица матрицы значит
00:03:32
определение такое
00:03:35
под матрица
00:03:44
но какая-то там b
00:03:46
[музыка]
00:03:48
матрица а
00:03:54
она предполагается квадратный давайте
00:03:58
будем использовать такую запись она
00:04:02
находится на пересечении каких-то строк
00:04:06
с номерами и 1 и так далее и р а также
00:04:13
столбцов с номерами 1 и так далее же
00:04:19
р-не строки и столбцы не должны идти
00:04:22
подряд но единственно удобно все-таки
00:04:24
считать что их расположение
00:04:27
таково же как была матрица то есть эти
00:04:29
номера идут порядке возрастания
00:04:34
называется
00:04:39
базисные подматрицы
00:04:47
барышни подматрицы
00:04:57
и если ее определитель
00:05:02
который еще обозначим так м с индексами
00:05:08
верхнем индексами 1 и так далее рыж 1 и
00:05:13
так далее жир нижними индексами
00:05:16
еще раз верхний индекс а это номера
00:05:19
строк которых выбран это под матрицу и
00:05:23
нижний индекс от номера столбцов которым
00:05:26
которую выбрана это подматрицы
00:05:28
не равен нулю а любой минор
00:05:40
матрица а
00:05:46
[музыка]
00:05:49
порядка достаточно считает что порядка n
00:05:53
+ 1 потому что если составить
00:05:57
подматрицы минор порядка допустим r + 2
00:06:02
при разложении по строке или столбцу
00:06:05
будет фигурировать минора порядка рп1
00:06:08
если они равны нулю то
00:06:11
и эту матрицу мы тоже определитель равен
00:06:15
нулю
00:06:16
равен нулю
00:06:24
так вот теорема buy до определитель
00:06:28
такой матрицы и 1 и так далее и rc1 и
00:06:32
так далее и нажимаете борис но минором
00:06:55
но и
00:06:57
теорема оба вишна миноре
00:07:12
а потом когда к не перейду до более
00:07:15
развернуто формулировку а пока что
00:07:18
порядок barish но минора равен рангу
00:07:22
матрицы порядок барышню минора
00:07:39
матрица
00:07:48
но я здесь формулировки ухожу и строчную
00:07:53
мышь толковым рангу
00:08:04
и поэтому есть и второй путь накалять
00:08:08
теорема о ранге матрицы это доказательно
00:08:10
еще терема боясь на миноре а из неё
00:08:13
будет следовать равенство этих рангов
00:08:16
но другое дело что понадобится еще может
00:08:19
быть некоторое суждение чтобы показать
00:08:22
что оба этих ранга равны этом это
00:08:25
увеличение р-ну
00:08:30
сначала я все-таки дам доказательства
00:08:33
сериям а ранги матрицы с помощью
00:08:36
алгоритма гаусса и
00:08:39
[музыка]
00:08:40
и вот и в этом будет заключаться
00:08:42
алгоритм решения любой задачи by нужно
00:08:46
найти ранг матрицы и может быть еще указать ее
00:08:50
скажем базисные столбцы так что
00:08:56
доказательства теоремы ранге матрицы
00:08:58
основывается прежде всего на лемме что
00:09:03
элементарные преобразования строк
00:09:06
матрицы
00:09:26
не изменять ее строчные стартовой ранге
00:09:59
давайте сначала для строк
00:10:13
ну на самом деле можно считать наверное
00:10:18
очевидным что элементарные
00:10:21
преобразования второго и третьего типов
00:10:24
не меняют этих рангов
00:10:26
элементарное преобразование 2 типа эта
00:10:29
перемена местами двух строк если вы
00:10:31
знали какой то базис в матрице то вы
00:10:36
просто отследить новую нумерацию этих
00:10:39
боюсь наш строк этим самом вы увидите
00:10:43
что не только ранг но и божественные
00:10:45
строки сохраняются при этом но только
00:10:48
разве что меняете их нумерация ну и
00:10:52
приумножение строки на число не равны
00:10:54
нулю ну понятное дело что если исходная
00:10:58
строки были линейно независимы но после
00:11:01
умножения одно из них на число это
00:11:02
линейно независимых сохранится и
00:11:06
коэффициент разложения любой строке по
00:11:10
одной из таких базисных будет просто
00:11:13
получаться делением на это число
00:11:16
коэффициенты восходном предложения
00:11:19
поэтому давайте разберём только для
00:11:24
первого типа
00:11:30
хотя слова которая сейчас прозвучат
00:11:32
годятся для всех типов
00:11:35
значит пусть у нас изменение такое
00:11:41
какая-то это строка вот тут я все-таки
00:11:47
используем штрих для преобразованной
00:11:49
строки а алгоритмах не буду получилось
00:11:54
прибавлением к этой строке этой матрицы
00:11:58
жито строки умноженное на число лямда
00:12:04
любое число жене равняется и
00:12:08
но тогда получается что в матрицу
00:12:11
изменилась только одна вот эта строка
00:12:14
то есть тогда мы мы получаем что матрица
00:12:18
давайте я временно тоже обозначила штрих
00:12:20
имеет те же самые строки
00:12:23
которые были матрицы а за исключением
00:12:27
только и те строки
00:12:34
но однако получается тогда что любая
00:12:39
строка этой матрице а штрих
00:12:54
линейно выражаются
00:13:06
через
00:13:09
стройкой матрицы а
00:13:16
но для всех строк кроме и ты просто
00:13:19
ничего не изменилось это представлена в
00:13:21
виде такой линейной комбинации и
00:13:24
из этого следует я на этом чуть
00:13:27
подробнее остановлюсь когда буду
00:13:29
рассматривать эмо линейных пространств
00:13:32
из этого будет следовать что ранг набора
00:13:37
векторов
00:13:44
давайте я все строки преобразованные
00:13:47
матрицы обозначенных штрихами не больше
00:13:51
чем ранг исходного набора строк
00:14:00
таким образом пока показано что при
00:14:04
элементарном прям при одном элементарным
00:14:07
преобразованию назначить при
00:14:09
последовательность элементарных прозак
00:14:11
преобразований тоже
00:14:12
ранг матрицы по строкам не может
00:14:15
увеличиться но дело в том что можно
00:14:21
сделать обратное преобразование сделать
00:14:28
обратно обратные преобразования
00:14:41
ну а именно можно восстановить с помощью
00:14:44
вот этой записи можно восстановить эту
00:14:48
строку по этой строке преобразованные матрицу
00:14:54
минус лямда а же но поскольку же это
00:15:00
строка исходной матрицы падают житель
00:15:03
строкой преобразованный матриц я могу
00:15:05
смело здесь поставить и штрих
00:15:12
тогда тоже самое соображение которое
00:15:15
было перед этим показывает что наоборот
00:15:19
выполняет выполняется неравенство в
00:15:23
другую сторону
00:15:24
что ранг исходной ранг по строкам
00:15:31
исходная матрица не больше
00:15:33
ранга по строкам преобразованы матрицы а
00:15:35
это будет показывать что выполняется
00:15:38
равенство
00:15:41
таким образом для преобразования строк
00:15:46
первого типа
00:15:48
[музыка]
00:15:49
равенство доказано что касается
00:15:55
преобразование столбцов то тут давайте
00:15:59
воспользуемся тем что элементарные
00:16:01
преобразования строк можно реализовать с
00:16:04
помощью умножения на элементарную
00:16:06
матрицу
00:16:09
то я показала как замечанию она полезна
00:16:15
и значит любое
00:16:20
элементарные преобразования строк
00:16:38
матрица а
00:16:44
получается и и умножением лево
00:17:00
слева на подходящую элементарную матрицу
00:17:26
так вот смотрите значит если мы
00:17:29
[музыка]
00:17:35
хотим сделать преобразование первого
00:17:38
типа то которое там было написано для
00:17:46
преобразования первого типа когда к этой
00:17:52
строке прибавляется
00:17:59
умноженное на лямда жидкость рака
00:18:03
исходной матрицы
00:18:04
тогда надо чтобы получить элементарную
00:18:08
матрицу
00:18:15
нужно
00:18:17
это результат
00:18:23
применение это преобразование единичную
00:18:26
матрицу
00:18:41
к единичной матрицы
00:18:46
который мы диагонали все единицы мне
00:18:48
диагонали все нули
00:18:50
но тогда если мы выделим в единичной
00:18:54
матрице i т.е. строку
00:18:55
то позиции и
00:18:58
и и так и сохранится единица однако еще
00:19:02
добавится
00:19:04
единица которая стоит позиция и же и
00:19:08
поэтому матрица будет иметь такой вид
00:19:11
по-прежнему не диагонали будет стоять
00:19:14
единицу
00:19:15
однако в этой строке я же там столбце
00:19:17
появится еще и чувство лямда
00:19:24
это же перестал бед это и тест раком
00:19:31
давайте такую матрицу временно
00:19:35
обозначать с яндексом от линга
00:19:39
и предлагаю вам понять это такое легкое
00:19:50
упражнение с умножением матриц
00:19:55
но собственно шайа группах надо же это
00:19:58
уже обсудили остальных возможно тоже
00:20:02
значит если на это матрица с ты же от
00:20:06
линды музыка смотрится с левой стороны
00:20:09
то как раз и получится в этой новая
00:20:12
матрица
00:20:13
на этом месте к этой строке добавит
00:20:16
филиал до влажная нажитую строку
00:20:19
а все остальное в частности жидкая
00:20:21
строка останется в изменению это пиджак
00:20:26
строка
00:20:29
еще легче обстоит дело со вторым и
00:20:33
третьим типом ясно вы хотите поменять
00:20:38
матрицы этой же пиу строки
00:20:44
надо подвергнуть этому преобразованию
00:20:46
единичную матрицу
00:20:48
она превратится в то что единица которая
00:20:53
стояла в позиции и
00:20:54
и перейдешь позицию же и единица которая
00:20:59
стояла позиции жижи падет идет позицию и
00:21:02
жизнь поэтому там возникнет такая под
00:21:07
матрица 0110 а все остальное что было
00:21:12
стоит нас находится в своих местах где и
00:21:17
ты
00:21:18
изжиты строках а также и тому же там
00:21:21
столбцах находится вот это вот под
00:21:23
матрицы мной 0110
00:21:29
давайте а там матрицу я обозначу
00:21:33
допустим ты же
00:21:37
вот та сокращение слова транспозиция
00:21:40
если она эта матрица ты же умножать
00:21:44
матрицу а то как раз возникнет матрицу
00:21:47
у которой зашитый позицию возникать
00:21:51
строка
00:21:52
то есть на этой позиции разделка строка
00:21:55
ожидая наш этой позиции возник настолько
00:21:58
а это
00:22:02
ну и совсем просто для третьего типа
00:22:14
если нужно умножить эту строку на лямка
00:22:23
то тогда соответственно возникнет
00:22:26
матрица я не буду ни как обозначать где
00:22:32
оппозиции и и точно диагонали будет
00:22:36
стоять лямка остальных местах стоят
00:22:39
единицы
00:22:40
лен где здесь разумеется длине равно
00:22:48
теперь давайте перейдем к тому что
00:22:50
происходит со столбцами
00:22:52
результате элементарных преобразований
00:23:04
а вот что произойдет значит мы давайте
00:23:11
рассмотрим матрицу как совокупностью и и
00:23:13
столбцов
00:23:14
которые записаны один за другим и пусть
00:23:23
аж любая
00:23:30
даже наша модель неважно что
00:23:32
элементарная матрица любая не
00:23:34
вырожденная матрица
00:23:48
но если мы как всегда считаем что
00:23:51
матрица м строк и столбцов то тогда
00:23:54
нужно еще порядка м
00:24:01
что получится если на эту матрицу
00:24:03
умножить матрицу а у новая матрица
00:24:08
столбцами будут произведения с на первый
00:24:13
столбец и так далее произведение с на n
00:24:17
и столбец ну давайте я периода значу
00:24:21
временно эти столбцы как один пусть
00:24:26
волной стрелочка и так далее а н с
00:24:30
волной стрелочка волна вместо штриха
00:24:34
только для того чтобы это не слилось с
00:24:38
этими стрелочками вверх
00:24:44
тогда конечно ясно что если какие-то
00:24:52
столбцы а
00:24:53
номером же 1 и так далее а с номером же
00:24:58
р были больничными
00:25:08
в исходной матрицы а
00:25:14
ну а произвольный столбец где любого
00:25:18
для любого жизнь
00:25:23
от единицы до н жить и столбец
00:25:26
через них как-то выражался какими-то
00:25:30
коэффициентами
00:25:31
все коты
00:25:41
то преобразование матрицы точно также
00:25:47
столбцы с теми же самыми номерами
00:25:56
будут барышнями
00:26:02
и к тому же
00:26:06
жидкий столбец преобразованный матрица
00:26:10
точно также будет выражаться через
00:26:14
барышней
00:26:34
это просто следствие свойства умножения
00:26:36
матриц
00:26:50
смотрите вот значит пусть и наш давайте
00:26:57
докажем что если вот эти столбцы были бы
00:27:01
были базисными ваши водные матрицы
00:27:03
докажем и линейная независимость и их но
00:27:11
вот такое выражение значит пусть а
00:27:16
[музыка]
00:27:17
лямда 1а же один с волной
00:27:23
суток дали плюс лям г.р.
00:27:30
а уж волной равняются нулю
00:27:36
нужно доказать что все этим лямда равны
00:27:39
нулю
00:27:40
учтем что каждый столбец получался из
00:27:48
исходного столбцов умножением на матрицу
00:27:51
с то есть тогда у нас получится лианга 1
00:27:54
умножить на ac волной на fac-1 ради жены
00:28:02
прежде так далее плюс лиам грн умножить
00:28:09
на а г р у з бы жены
00:28:12
равняется нулю мы можем вынести матрица
00:28:17
я за скобку здесь давайте напишем со
00:28:22
знаком суммированием лямда к.а.
00:28:27
g k равняется нулю и поскольку матрицы
00:28:34
не вы рождены значит обратимо мы можем
00:28:38
это раю что умножить на обратную матрицу
00:28:40
ешь и получить что точно такая же
00:28:45
линейная комбинация столбцов
00:28:48
исходной матрицы равняется нулевому в
00:28:53
толпу
00:28:54
это но эти столбцы брали брались
00:28:58
исходной линейно независимыми
00:29:00
следовательно все коэффициенты равны
00:29:02
нулю
00:29:03
доказали линейная независимость теперь
00:29:07
также давайте рассмотрим вот такое
00:29:11
такое разложение
00:29:29
на запивайте начнем с того что вот это
00:29:33
равенство давайте его как нибудь там
00:29:37
снежинка обозначу умножим на с на с
00:29:46
равенство вот эту снежинкам
00:29:50
у нас тогда получится при умножении
00:29:54
с умножить на a g что будет представлять
00:29:59
собой столбец с волной а пользуясь
00:30:06
свойствами умножения мы получим что это
00:30:10
будет всяко
00:30:11
лишь умножить на а джек а что же впадает
00:30:18
комбинации ck
00:30:21
а жкс волной таким образом мы получили
00:30:29
что если жидкой столбец исходной матрицы
00:30:34
предлагался с какими-то коэффициенту им
00:30:36
по выделенным столбцам исходной матрицы
00:30:40
тоже ты столбец преобразованные матрицы
00:30:43
стенами самые коэффициенты будет
00:30:45
выражаться разлагаться по столбцам с
00:30:51
теми же номерами у преобразованной
00:30:53
матрицу ну наоборот если мы хотим
00:30:57
вернуться от преобразованной матриц к
00:31:00
исходной матрицы мы должны умножить все
00:31:02
это знаешь минус первым чтобы наподобие
00:31:07
того как это было здесь чтобы вернуться
00:31:14
кама 3g
00:31:19
а надо умножить на матрицу минус 1
00:31:34
из этого вытекает алгоритм поиска
00:31:38
базисных столбцов матрицы а именно вы
00:31:42
применяете элементарные преобразования
00:31:45
строк матрицы желательно доводит чердыни
00:31:50
упрощаем ого вида и тогда базисными
00:31:54
будут те столбцы
00:31:57
которые соответствуют этим ступенькам
00:31:59
ставшим равным единице
00:32:02
а остальные столбцы очевидным образом
00:32:06
выражаются через эти базисные столбцы
00:32:09
очевидным образом просто эти
00:32:11
преобразованные координаты будут
00:32:13
коэффициентами разложению
00:32:19
теперь
00:32:23
мы знаем что преступая доказательно что
00:32:27
теорема о ранге матрицы
00:32:49
мы можем теперь сказать что если мы
00:32:52
приведем матрицу к ступенчатому виду
00:32:57
элементарные преобразования строк ну как
00:33:04
и раньше
00:33:05
будем использовать пока что стандартный
00:33:08
алгоритм гаусса
00:33:10
тогда каких-то столбцах с номерами же 1
00:33:16
и так далее же r будет находиться
00:33:20
ненулевые числа
00:33:22
эти номера не обязательно идут подряд
00:33:35
возможно если r меньше чем м остальные
00:33:39
строки равны нулю левее стоят ну лет но
00:33:43
и правее что и
00:33:46
стоит что то давайте я здесь выпишу
00:33:50
какой-то производя жидкий столбец ну а
00:33:57
тут ниже 0 и
00:34:02
остается доказать
00:34:10
что не нулевые строки преобразованной
00:34:13
матрицы
00:34:18
давайте это мотивация чоризо штрих
00:34:20
обозначу матрица штрих
00:34:28
линейно независимы
00:34:40
ну а столбцы уж не мирами
00:34:45
столбцы с номерами же 1 и так далее ж.р.
00:34:53
божешь мой матрица а штрих
00:35:12
но линейная независимость как раз и
00:35:15
является следствием такого вот
00:35:18
ступенчатого или почти что треугольного
00:35:22
вида матрицы
00:35:23
но судите сами вот если мы возьмем и
00:35:27
запишем какой-то линия линейную
00:35:30
комбинацию строк это преобразованный
00:35:34
матрица
00:35:46
равно 0 строке надо доказать что все
00:35:51
коэффициенты равны нулю
00:35:58
но дело в том что если мы выпишем эти
00:36:01
строки в явно введению не в виде букв а
00:36:04
в явном виде
00:36:06
то получится что в этой полученной
00:36:09
строке
00:36:10
сколько-то первых координат будут равны
00:36:14
нулю
00:36:15
она же первом месте бы стоять лишь лямда
00:36:20
1 умножить на а один же один ножи втором
00:36:28
месте будет стоять лямды 11 же 2 + i am
00:36:34
до 22
00:36:35
же 2 ну и так далее на соответственно на
00:36:42
каждом месте где стоит лидер строки
00:36:46
будет добавляться еще одно слагаемое на
00:36:49
этом месте будет стоять лямда 11 же один
00:36:53
прошу так далее плюс лямда р.а.
00:36:57
ргр каковы другие координаты не будем
00:37:02
мешать но мы ожидаем что они все равны
00:37:05
нулю для того чтобы они были равны нулю и
00:37:08
зато были следовать что
00:37:11
лианга 1а 1 j1 равно нулю на однако по
00:37:18
определению ступенчатой матрицы это не
00:37:21
ноль исследователи
00:37:23
или один равняется нулю это покажет что
00:37:27
в этом в этой сумме
00:37:29
ганга дин уходит и тогда в позиции уже
00:37:34
два
00:37:35
остается всего навсего лямда два
00:37:38
умножить на два же 2
00:37:45
это координата должна равняться нулю
00:37:47
опять по построению ступенчатой матрицы
00:37:50
а два же 20
00:37:52
следовательно ям до 2 равняется нулю но
00:37:57
я думаю что я вполне могу позволить себе
00:38:00
сказать и так далее тем самым мы
00:38:05
доказали линейно независимых строк
00:38:07
а заодно тогда они являются базисными в
00:38:10
эта матрица других не долевых строк
00:38:12
просто нет для столбцов вполне может
00:38:17
оказаться что помимо этих выделениях
00:38:20
столбцов есть другие столбцы но линейная
00:38:25
независимость этих выделенных столбцов
00:38:32
доказывается аналогично только нужно по
00:38:38
сути дела идти с конца значит линейная
00:38:44
независимость
00:38:52
столбцов
00:38:57
вот этих номерами же 1 и так далее ж.р.
00:39:06
доказывается аналогично
00:39:13
два для разложения
00:39:21
житово столбцам
00:39:28
получите система
00:39:31
one mini
00:39:38
давайте напишем как какая значит ну
00:39:43
пусть и и неизвестно будут x1 тогда
00:39:46
алекс rx1 же один лишь и так далее плюс
00:39:55
x rg1 а г р равняется оже тут конечно
00:40:07
качестве же можно рассматривать и один
00:40:10
из этих индексов на тогда ответ очевиден
00:40:12
а если же не входит в этот список но
00:40:15
тогда получается что мы можем записать
00:40:19
по координат на x1
00:40:24
а один же один плюс а так далее плюс x
00:40:30
эр-a 1 г р равняется 1 же второе
00:40:39
уравнение будет выглядеть так что будет
00:40:43
начинаться с x 2 x 2
00:40:46
а два же 2 + и так далее плюс эксперт a2
00:40:56
a2 же r равняется а 2g и в конце концов
00:41:04
и в.р. fixer будет начинаться
00:41:07
а ргр 1 и так далее
00:41:12
равняется а.р. жизнь поскольку все
00:41:18
стройка начинаешь терпишь 1 равна равна
00:41:20
нулю получается такая система какого
00:41:23
главный определитель этой система
00:41:26
главное определитель этой система
00:41:28
на тоже будет система с одинаковым
00:41:32
числом уравнению числом неизвестных
00:41:34
конечно будет треугольная матрица
00:41:36
которыми диагонали будет стоять как раз
00:41:41
вот эти числа них диагонали будут стоять
00:41:46
нули и не что будет стоять правее стал
00:41:49
быть играем произведение этих чисел 1 и
00:41:53
1 умножить и так далее на а ргр он не
00:41:58
равен нулю и поправила крамар а или
00:42:01
потеря микро мара существует
00:42:09
единственный вот эти числа x 1 итак даже
00:42:13
x r они еще зависит конечно от номер
00:42:16
столбца на чтобы не загромождать
00:42:18
запись я не стал водить тут еще какие то
00:42:21
дополнительные индекса жив чем шаммам
00:42:24
теорема ранге матрицы доказано
00:42:32
а после маленького перерыва тогда
00:42:34
обсудим чарам обычным и но рим
00:42:40
знаешь некоторые комментарии чтобы была
00:42:42
полностью ясным эти остался которые
00:42:47
здесь написано не обязаны идти подряд
00:42:51
для того чтобы вычислить вот эту и вот
00:42:55
эту комбинацию строк каждую из этих
00:42:57
строк нужно умножить на свое число и
00:43:00
потом столбиком сложить после сложения
00:43:04
столбиком получается что полученная
00:43:07
матрицы 1 0 компонента будет ли ом до 1
00:43:12
умножить на 1 g1 возможно и не заливая
00:43:16
но при этом один же 10 и у не равно
00:43:19
и поэтому две строки равны если у них
00:43:23
равны все компоненты из этого будет
00:43:26
следуешь 0 1 равна нулю значит это
00:43:29
возможно в разложении всюду где
00:43:31
фигурирует лиам d1 она исчезнет и дальше
00:43:35
можно рассмотреть использовать те же
00:43:38
соображения для компонентов номером же 2
00:43:45
для столбцов то же самое я вот тут
00:43:48
нарисовал какой-то матрицы более более
00:43:51
конкретно но тоже полу для разложения
00:43:55
производила столбца
00:43:57
учитывайте что это не не какой-то один
00:43:59
столбец а это выбирается любой такой
00:44:02
столбец для разложения любого такого
00:44:05
столбца составляет систем уравнений
00:44:07
вот для разложения же этого столбца
00:44:10
составилось для такой нарисованы матрицы
00:44:13
вот такая система уравнений
00:44:15
она она треугольная ее можно даже решать
00:44:18
и не по правилу крамар если кто не
00:44:20
уверен что определитель треугольной
00:44:22
матрицы с ненулевой диагональю
00:44:25
умираю нулю можно по простому решать
00:44:28
конца
00:44:30
x3 найти caco3 я триже разделить на 35
00:44:34
найдя их три поставить предыдущие
00:44:36
уравнение но и
00:44:37
и так дальше вот эти коэффициенты
00:44:40
разложения конечно будут своими для
00:44:43
каждого жим
00:44:48
так я считаю что доказательства теорем а
00:44:50
ранги матрицы завершено
00:44:55
теперь давайте приходить к теореме
00:44:58
обычно миноре и докажем более конкретно
00:45:22
более развернутая формулировка
00:45:38
она утверждает вот что что если м и 1 и
00:45:48
так далее и rg1 и так далее ж.р.
00:45:56
базисный минор
00:46:01
матрица а
00:46:11
то все строки
00:46:16
ну вы чуток настройки с ними раме
00:46:20
которых находятся базисный минор
00:46:23
а и 1 и так далее a&r базисная матрица а
00:46:35
в наборе штук естественно
00:46:43
и столбцы на раме же 1 и так далее ж.р.
00:46:57
соответственно тоже базисная только для
00:46:59
столбцов
00:47:06
больше его не которое некоторые
00:47:08
замечания
00:47:15
в определении больничного минора
00:47:18
достаточно предполагать
00:47:30
что для любых индексов и r + 1 и s + 1
00:47:38
не взять на идущих порядке возрастания
00:47:42
минор такой матрицы и 1 и так далее и р
00:47:46
это те же строки на добавляется
00:47:49
исчерпаны в первая строка и
00:47:51
соответственно же 1 и так далее гры
00:47:55
добавляется инженерами в первый столбец
00:47:58
равный ну ну то есть не обязательно
00:48:02
проверять равенство нулю всех миноров
00:48:04
порядка рпн из 1 а только тех которые
00:48:07
получаются в данного минора
00:48:08
добавлением одной строке 1 чтоб джан
00:48:11
такие минор и во всех учебниках задачник
00:48:17
и зачастую наживаются окаймляющей вообще
00:48:21
минора
00:48:25
окаймляющие базисный минор
00:48:45
и вот таком виде я сейчас дам на брошек
00:48:48
доказательства
00:48:59
ну понятное дело что я если это доказать
00:49:02
то автоматически получается что ранг
00:49:04
матрицы по строкам равен
00:49:06
ранга матрицы по столбцам значит
00:49:15
ну как в некоторых учебниках любят
00:49:18
писать без увеличения общности
00:49:21
можем считать что эти строки 1 до r ты
00:49:26
эти столбцы
00:49:29
тоже с 1 до r кого то есть переставляю
00:49:38
при необходимости
00:49:46
стройки htc
00:49:51
там же строки
00:49:54
если преобразование не изменят ни того
00:49:57
ни другого рангов можем считать дома мы
00:50:08
матрица а наша имеет такой вид у неё 1 и
00:50:14
так далее 1р и так далее а r1 и так
00:50:21
далее а р.р. это больничная подматрицы
00:50:26
вот это вот так что здесь выделена это
00:50:31
базисная подматрицы
00:50:39
ну и разумеется еще есть а при
00:50:46
давайте я выделю как он тоже там стал
00:50:50
какой-то житель столбец
00:50:56
а также еще какую-то эту строку
00:51:03
тут будет стоять а стоять лежит
00:51:11
но трудно нарисовать но по-крайней мере
00:51:15
скажу словами что матрица не
00:51:17
исчерпывается вовсе
00:51:18
еще вот этим столбцом и еще вот этой
00:51:21
строкой
00:51:22
а просто для определенности я выписал
00:51:25
произвольной столбец и произвольную
00:51:27
строку и давайте попытаемся доказать
00:51:34
мы покажем
00:51:39
что это строка этой матрицы вот часть ее
00:51:45
тут выписано
00:51:46
является линейной комбинации с какими-то
00:51:50
коэффициентами строк в 1 до r t
00:52:08
чтобы это доказать давайте рассмотрим
00:52:11
определитель подматрицы
00:52:13
которая получится присоединением к ты
00:52:17
вот этих вот выбранных фрагментов
00:52:30
то есть рассмотрим такой минор
00:52:38
составлены из этих вот первых р
00:52:41
выделенных строк и столбцов и еще
00:52:45
добавлением 1g в первую строку а r1 и
00:52:52
так далее а рррр же в эту строку и еще а
00:52:58
и 1 и так далее а и р и а
00:53:05
и же в последние жидкость там дальше он
00:53:12
по условию равен нулю потому что минор
00:53:16
выбирался базисные по условиям в
00:53:18
все минора большего порядка равны нулю а
00:53:24
с другой стороны мы же умеем
00:53:27
раскладывать чего по столбцу
00:53:30
давайте рассмотрим его разложению по
00:53:33
добавленному столбцу
00:53:39
разложим по добавленному столбцу
00:53:48
но у нас тогда получится один жив
00:53:54
умножить на определи на ноги греческое
00:53:59
дополнения такого элемента
00:54:01
вычеркивается первая строка из api
00:54:04
матрицы и r + 1 столбец поэтому будет
00:54:08
минус единица в степени 1 пляж от наш
00:54:13
один на определитель матрицы давайте
00:54:20
напишем какой же ты матрицу оказалось
00:54:23
выкинуто
00:54:28
[музыка]
00:54:29
выкину последний столбец и первая строка
00:54:33
что эта матрица стали стройке только со
00:54:36
второй да вот эти добавлены давайте этот
00:54:40
минор
00:54:41
ну как-нибудь обозначим там м1 с
00:54:47
индексом 1
00:54:54
потом дальше точно так же дойдем до этой
00:54:58
позиции будет
00:55:00
а эрже со знаком минус единица каким он
00:55:07
стоит врт строке и r + первом столбце
00:55:11
будет 2r лишь один семинар какой-то аж
00:55:16
индекс м-р который относится к первому
00:55:25
вот вернее как бы сказать не к первому
00:55:30
столбцу а к этому столбцу вот так хочу
00:55:36
не все еще еще будет слагаемое а и же
00:55:41
а дополнительно во первых а сколько ты
00:55:47
честно ставит на главное диагоналям она
00:55:49
будет с плюсом и минус единицы степени n
00:55:52
+ 1
00:55:53
рпш агент а дополнительный минор этого
00:55:56
элемента будет как раз тот которого
00:55:59
начинали это будет тот же самый минор с
00:56:03
индексами 1 и так далее r1 и так далее р
00:56:06
который не равен на любого сложно это
00:56:10
равно нулю
00:56:11
о чем это говорит это говорит о том что
00:56:18
элемент
00:56:20
лежит и
00:56:24
выражаются через элементы строк с 1 до
00:56:28
этого в 1 даёт к
00:56:32
а именно получится что нужно будет
00:56:35
разделить на этот минор давайте его
00:56:39
коротко обозначу просто через м а дальше
00:56:44
получится такая комбинация сумма о
00:56:49
допустил k от единицы до р а к g с
00:57:00
какими-то знаками
00:57:02
давайте для простоты используя знак
00:57:06
алгебраического дополнения
00:57:13
здесь к
00:57:19
обратите внимание что вот эти вот
00:57:22
дополнительные минор и которые здесь
00:57:25
возникли на самом деле аджита не зависит
00:57:31
хотя я тут поставил знак же почему
00:57:34
потому что я мешал для этого столбца на
00:57:38
самом деле эти шрамы минор и жекаты
00:57:43
зависят только от k
00:57:54
и таким образом мы можем написать я
00:57:57
снова виду вот это вот кодирование лежи
00:58:02
шифровку вместо же которая может быть
00:58:05
любым поставить бегущий индекс как
00:58:08
программированием что он может принимать
00:58:10
любое значение и тогда это будет единица
00:58:14
делённое на m
00:58:15
сумма по k от единицы до р а к тоже
00:58:22
бегущая яндекс и соответственно бегущий
00:58:27
индекс здесь
00:58:33
но вернее не бегущая здесь как раз одни
00:58:36
и те же коэффициента о чем это говорит
00:58:38
это как раз и говорит о том что это
00:58:41
строка
00:58:45
линейная комбинация строк в 1 даёт drk
00:58:55
1 и так далее а.ф. ну позволю себя
00:59:01
волшебное слово аналогично аналогично
00:59:04
для того чтобы доказать что вот этот
00:59:06
любой столбец раскладывается по первым
00:59:11
мир стал сам нужно было бы рассматривать
00:59:13
этот минор по строке и увидеть что
00:59:17
коэффициенты разложения не зависит от и
00:59:20
одинаковые для всех компонент этого
00:59:23
столбца в принципе мне довольно-таки
00:59:29
нравится вот такой вариант
00:59:32
доказательства в том числе теорема ранге
00:59:37
матрицы когда зато сразу получается без
00:59:40
всяких элементарных преобразований
00:59:42
совпадения ранга по строкам и по
00:59:44
столбцам но другое дело для того чтобы
00:59:47
сопоставить у вас количество ступенек
00:59:50
преобразовывать придется на этом мы
00:59:57
заканчиваем рассмотрение ранга давайте
01:00:00
обсудим хотя у нас не так много времени
01:00:02
осталось
01:00:03
применении к системам уравнений
01:00:33
в первую очередь давайте докажем теорему
01:00:39
которая представляет собой критерии
01:00:42
о существовании решению неоднородной
01:00:45
системы в терминах рангов называется она
01:00:48
теорема
01:00:49
кроме как opel
01:01:02
мы это владеешь бы приняли что
01:01:03
предпочитает с двумя к
01:01:05
писать
01:01:14
но там проведи напишите сетей но там
01:01:16
нато читая как двойное каб она
01:01:19
утверждает что системы линейных
01:01:22
уравнений
01:01:23
а умножить на x равняется b в такой
01:01:28
матричная запись и совместно то есть
01:01:33
имеют хотя бы одно решение тогда я
01:01:36
только тогда когда ранг теперь ввожу
01:01:44
единое
01:01:45
единое оба значение для ранга rg
01:01:48
отбрасывая уточнение что это строй
01:01:51
чинари столбцов и
01:01:52
и дэш копов можно ранг матрицы а равен
01:01:56
рангу расширенная матрица который
01:01:59
получается и за
01:02:01
переписыванием столбца свободных правых
01:02:05
частей
01:02:10
доказательства нарочито критерии то
01:02:13
нужно и в ту и другую сторону
01:02:16
сначала необходимость
01:02:23
ну пусть существует какое-то решение
01:02:28
какое-то x решение
01:02:33
что что означает тогда вот эта запись в
01:02:36
записи по столбцам это значит что x 1
01:02:41
умножить на первый столбец матрицы
01:02:43
просто так далее плюс x n умножить на n
01:02:48
и столбец матрицы a равняется столбцу бы
01:02:51
то есть это значит что б линейная
01:02:54
комбинация столбцов матрицы a и стало
01:02:58
быть записывания матрица столбца b
01:03:11
не увеличивает рангов
01:03:20
отсюда получает ширан что рангов обратно
01:03:36
мы прячем доказывать обратное сделаю
01:03:40
небольшое замечание потом мы его более
01:03:43
подробно будем рассматривать такое
01:03:46
замечание что если а же 1 и так далее
01:03:56
h&r матрица боюсь на и столбцов а
01:04:08
столбцы матрицы а то неизвестные с этими
01:04:12
номерами их же 1 и так далее x же р
01:04:17
который наживать главный неизвестны
01:04:27
линейно выражаются через остальные
01:04:29
неизвестные если таковые есть
01:04:41
через остальные неизвестны
01:04:48
этих этих оставь эти остальные
01:04:50
неизвестно рожают параметрически или
01:04:54
свободны
01:05:07
их свобода заключается в том что они
01:05:08
имеют право принимать любые значения
01:05:11
какие им заблагорассудится но если
01:05:14
выбран такой набор значений
01:05:16
свободных неизвестных то по ним
01:05:18
однозначно восстанавливается значение
01:05:21
главных неизвестных но теперь вот
01:05:26
доказательство достаточностью
01:05:33
пусть
01:05:37
ранг расширенной матрицы равен рангу
01:05:41
основной мотрич а это значит что борьба
01:05:45
гиш столбцов в матрице аж волной
01:05:55
составляют боюсь на столбцы матрицы а
01:06:03
базисное столбцы
01:06:11
смотри java ну а добавлены столбец
01:06:17
справа частей бы понел как-то
01:06:19
разлагается
01:06:24
и существует даже единственное значение
01:06:30
x 1 неважно существует начальник один
01:06:34
это xz-1 единичек и так далее ix cr
01:06:40
такие что это столбец b является
01:06:47
линейной комбинацией же 1 а за 1 плюс x
01:06:54
же р а з р чего вообще говоря не хватает
01:07:03
в этой записи
01:07:06
это на самом деле еще не полное решение
01:07:09
потому что еще не указано значение
01:07:12
остальных неизвестных но остальные
01:07:16
неизвестно можно взять 2 просто равным
01:07:19
нулю
01:07:20
точно стальные вот эти свободны
01:07:25
неизвестны
01:07:29
можно взять равными нулю
01:07:36
я стала быть решение найдено теорема
01:07:40
краны кары каппеля доказано
01:07:44
ну а что касается еще одно теорема
01:07:50
которая гарантирует
01:07:53
существование части решения систем
01:07:56
уравнений ут-1 то другой тире нажать
01:07:59
стилем of легально
01:08:12
для того чтобы сформулировать теорему
01:08:15
фредгольма надо наряду с исходной
01:08:19
системы вот это а умножить на x
01:08:26
равняется b
01:08:28
то есть она будет первый совместно
01:08:37
тогда я только тогда когда для любого y
01:08:41
решение однородная система
01:08:43
транспонированной матрице матрица
01:08:49
система
01:08:52
давайте напишем a транспонированное на y
01:08:56
равняется нулю
01:08:57
давайте обозначим 2 выполняются условия
01:09:07
что произведения задача строки б
01:09:12
транспонированная на этот игрек
01:09:14
равняется нулю
01:09:15
условие 3 этому всему можно придавать
01:09:20
геометрическое звучание примерно такое
01:09:23
что если в том пространстве которое в
01:09:26
котором рассматриваются все и n
01:09:30
переменных вести скалярные произведения стандартным
01:09:34
образом как сумма по парных произведений
01:09:36
к соответствующих координаты векторов это
01:09:39
будет запись скалярного произведения
01:09:41
вектора векторов из n-мерного
01:09:47
пространства бы на на y ну то есть можно
01:09:52
условно напиши чтобы перпендикулярно к y
01:09:57
я постараюсь не забыть об этом упомянуть
01:10:00
соответствующем месте когда будем
01:10:02
изучать пространство со скалярным
01:10:04
произведением а сейчас давайте
01:10:10
во-первых просмотром очевидно
01:10:13
очевидную необходимость
01:10:16
а потом уже не столь очевидно для штат
01:10:19
достаточность
01:10:36
необходимость так пусть существует
01:10:42
какое-то x 0 такое что а умножить на x 0
01:10:48
равняется b давайте только отдавать себе
01:10:53
отчет том какого размера если m на n тож
01:10:56
и 0 из 0 это столбец и на единицу a b
01:11:03
соответственно м на единицу теперь и y
01:11:14
некоторые решения системы 2
01:11:25
что это значит вот выполнять такое
01:11:28
равенство давайте мы это равенство
01:11:31
транспонируем это значит будет
01:11:34
равносильно того что произведение
01:11:43
y a транспонированная на матрицу a
01:11:47
равняется нулю
01:11:50
т.к. возьмём тогда умножим вот это
01:11:53
равенство правильно что а x 0 равняется
01:12:03
b на эту строку
01:12:06
y транспонирование что у нас получится
01:12:11
слева нас получится y транспонированное
01:12:14
умножить на а мы имеем права перестают
01:12:16
скобки умножить на x 0 справа получится
01:12:20
игры транспонированная многим умноженное
01:12:23
на b поскольку это 0 по выбору y а то это
01:12:29
будет 0 и равенство 3 доказано останется
01:12:34
транспонировать это то же самое что
01:12:37
райан что три давайте попробуем доказать
01:12:40
обратное
01:13:00
зачем пусть
01:13:03
для любого игрока решений системы 2
01:13:10
выполнено условие 3
01:13:17
давайте это условие 3 перепишем снова
01:13:22
так как это было во здесь
01:13:35
то есть запишем а хотя нет пока пока не
01:13:39
будем давайте обратим внимание что это
01:13:45
значит
01:13:50
что система
01:13:53
a транспонированное умножить на y
01:13:57
равняется нулю имеет такое же важное
01:14:00
решение
01:14:08
на что решение
01:14:13
как систему которая допишем строку b a
01:14:22
транспонированное допишем снизу строку б
01:14:25
тоже умножить на y равняется нулю это
01:14:31
приятно потому что мы можем сказать
01:14:34
сколько у такой системы не за свободных
01:14:38
неизвестных или лучше главных
01:14:41
неизвестных сколько у такой системы ну и
01:14:46
давайте напишем значит вот у этой
01:14:48
системы
01:14:49
это была система 2 у системы
01:14:57
два количество свободных неизвестных
01:15:08
равно m минус ранг матрицы a
01:15:12
транспонированное но при
01:15:14
транспонировании как следует из теорема
01:15:17
ранге матрицы
01:15:18
ранг не меняется то то есть это то же
01:15:20
самое что и - ранг матрицы а каково
01:15:26
количество свободных неизвестных у
01:15:28
системы вот этой давайте я его обозначу
01:15:31
номером 4 знаешь что система 4
01:15:39
количество свободных неизвестных
01:15:54
уже равно m только минус ранг вот этой
01:15:58
вот высокой матрица a транспонированное
01:16:00
который добавлены строка
01:16:02
транспонирование ну что совпадает с
01:16:06
рангом матрицы расширен и полученную
01:16:11
переписыванию к матрице справа столбца b
01:16:14
что же мы получаем мы получаем что эти
01:16:17
ранги равны
01:16:18
а значит знаешь но получаем что ранг
01:16:24
расширенной матрицы равен рангу основной
01:16:29
матрица ура можем применить теорему
01:16:32
краник рак opel
01:16:34
сказать что система имеет решения
01:17:02
вот получается мы систематически
01:17:04
рассмотрели ран к его применению к
01:17:06
системам уравнений ну что у нас пока
01:17:09
осталось за кадром нам придётся это
01:17:12
восполнять на семинарах на частично это
01:17:14
я восполню следующий раз отчасти я об
01:17:17
этом горел на дополнительные лекции как
01:17:20
работаешь фундаментальной матрицу на
01:17:24
семинарах я думаю это еще кожа будет
01:17:27
разобрано вектора группах может быть и
01:17:29
уже разобраны и все потом что будет
01:17:33
полностью
01:17:35
оставлены своим местам и сегодня тогда в
01:17:37
чём

Описание:

Лекция №2 от 18.02.2020 Цикл лекций "Линейная алгебра" Преподаватель - кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики Чубаров Игорь Андреевич. Содержание лекции: - теорема о ранге матрицы - теорема о базисном миноре - теорема Кронекера - Капелли - теорема Фредгольма

Готовим варианты загрузки

popular icon
Популярные
hd icon
HD видео
audio icon
Только звук
total icon
Все форматы
* — Если видео проигрывается в новой вкладке, перейдите в неё, а затем кликните по видео правой кнопкой мыши и выберите пункт "Сохранить видео как..."
** — Ссылка предназначенная для онлайн воспроизведения в специализированных плеерах

Вопросы о скачивании видео

mobile menu iconКак можно скачать видео "Лекция №2 "Линейная алгебра" (Чубаров И. А.)"?mobile menu icon

  • Сайт http://unidownloader.com/ — лучший способ скачать видео или отдельно аудиодорожку, если хочется обойтись без установки программ и расширений. Расширение UDL Helper — удобная кнопка, которая органично встраивается на сайты YouTube, Instagram и OK.ru для быстрого скачивания контента.

  • Программа UDL Client (для Windows) — самое мощное решение, поддерживающее более 900 сайтов, социальных сетей и видеохостингов, а также любое качество видео, которое доступно в источнике.

  • UDL Lite — представляет собой удобный доступ к сайту с мобильного устройства. С его помощью вы можете легко скачивать видео прямо на смартфон.

mobile menu iconКакой формат видео "Лекция №2 "Линейная алгебра" (Чубаров И. А.)" выбрать?mobile menu icon

  • Наилучшее качество имеют форматы FullHD (1080p), 2K (1440p), 4K (2160p) и 8K (4320p). Чем больше разрешение вашего экрана, тем выше должно быть качество видео. Однако следует учесть и другие факторы: скорость скачивания, количество свободного места, а также производительность устройства при воспроизведении.

mobile menu iconПочему компьютер зависает при загрузке видео "Лекция №2 "Линейная алгебра" (Чубаров И. А.)"?mobile menu icon

  • Полностью зависать браузер/компьютер не должен! Если это произошло, просьба сообщить об этом, указав ссылку на видео. Иногда видео нельзя скачать напрямую в подходящем формате, поэтому мы добавили возможность конвертации файла в нужный формат. В отдельных случаях этот процесс может активно использовать ресурсы компьютера.

mobile menu iconКак скачать видео "Лекция №2 "Линейная алгебра" (Чубаров И. А.)" на телефон?mobile menu icon

  • Вы можете скачать видео на свой смартфон с помощью сайта или pwa-приложения UDL Lite. Также есть возможность отправить ссылку на скачивание через QR-код с помощью расширения UDL Helper.

mobile menu iconКак скачать аудиодорожку (музыку) в MP3 "Лекция №2 "Линейная алгебра" (Чубаров И. А.)"?mobile menu icon

  • Самый удобный способ — воспользоваться программой UDL Client, которая поддерживает конвертацию видео в формат MP3. В некоторых случаях MP3 можно скачать и через расширение UDL Helper.

mobile menu iconКак сохранить кадр из видео "Лекция №2 "Линейная алгебра" (Чубаров И. А.)"?mobile menu icon

  • Эта функция доступна в расширении UDL Helper. Убедитесь, что в настройках отмечен пункт «Отображать кнопку сохранения скриншота из видео». В правом нижнем углу плеера левее иконки «Настройки» должна появиться иконка камеры, по нажатию на которую текущий кадр из видео будет сохранён на ваш компьютер в формате JPEG.

mobile menu iconСколько это всё стоит?mobile menu icon

  • Нисколько. Наши сервисы абсолютно бесплатны для всех пользователей. Здесь нет PRO подписок, нет ограничений на количество или максимальную длину скачиваемого видео.