15

Определитель произведения матриц

[4/100%]
Показать
LaTeX
Задача 15.1

Вычислить определитель

[abcd−bad−c−c−dab−dc−ba] \left[\begin{smallmatrix} a & b & c & d \\ -b & a & d & -c \\ -c & -d & a & b \\ -d & c & -b & a \end{smallmatrix}\right]

путем возведения его в квадрат.

?
Задача 15.2

Вычислить следующие определители, представляя их в виде произведений определителей:

?
(а)

[cos⁡(α1−β1)cos⁡(α1−β2)…cos⁡(α1−βn)cos⁡(α2−β1)cos⁡(α2−β2)…cos⁡(α2−βn)…………………………………………………cos⁡(αn−β1)cos⁡(αn−β2)…cos⁡(αn−βn)];\left[\begin{smallmatrix} \cos \left(\alpha_{1}-\beta_{1}\right) & \cos \left(\alpha_{1}-\beta_{2}\right) & \ldots & \cos \left(\alpha_{1}-\beta_{n}\right) \\ \cos \left(\alpha_{2}-\beta_{1}\right) & \cos \left(\alpha_{2}-\beta_{2}\right) & \ldots & \cos \left(\alpha_{2}-\beta_{n}\right) \\ \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots & \ldots \ldots & \ldots \ldots \\ \cos \left(\alpha_{n}-\beta_{1}\right) & \cos \left(\alpha_{n}-\beta_{2}\right) & \ldots & \cos \left(\alpha_{n}-\beta_{n}\right)\end{smallmatrix}\right] ;

(б)

[1−a1nb1n1−a1b1…1−a1nbnn1−a1bn⋮⋱⋮1−annb1n1−anb1…1−annbnn1−anbn]\left[\begin{smallmatrix} \frac{1-a_{1}^{n} b_{1}^{n}}{1-a_{1} b_{1}} & \ldots & \frac{1-a_{1}^{n} b_{n}^{n}}{1-a_{1} b_{n}} \\ \vdots & \ddots & \vdots \\ \frac{1-a_{n}^{n} b_{1}^{n}}{1-a_{n} b_{1}} & \ldots & \frac{1-a_{n}^{n} b_{n}^{n}}{1-a_{n} b_{n}}\end{smallmatrix}\right];

(в)

[(a0+b0)n…(a0+bn)n⋮⋱⋮(an+b0)n…(an+bn)n]\left[\begin{smallmatrix} \left(a_{0}+b_{0}\right)^{n} & \ldots & \left(a_{0}+b_{n}\right)^{n} \\ \vdots & \ddots & \vdots \\ \left(a_{n}+b_{0}\right)^{n} & \ldots & \left(a_{n}+b_{n}\right)^{n}\end{smallmatrix}\right];

(г)

[s0s1s2…sn−1s1s2s3…sns2s3s4…sn+1⋮⋮⋮⋱⋮sn−1snsn+1…s2n−2],\left[\begin{smallmatrix} s_{0} & s_{1} & s_{2} & \ldots & s_{n-1} \\ s_{1} & s_{2} & s_{3} & \ldots & s_{n} \\ s_{2} & s_{3} & s_{4} & \ldots & s_{n+1} \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ s_{n-1} & s_{n} & s_{n+1} & \ldots & s_{2 n-2}\end{smallmatrix}\right], \quad где sk=x1k+x2k+…+xnk\quad s_{k}=x_{1}^{k}+x_{2}^{k}+\ldots +x_{n}^{k}.

Задача 15.3

Доказать, что циркулянт

[a1a2a3…anana1a2…an−1an−1ana1…an−2………………a2a3a4…a1] \left[\begin{smallmatrix} a_{1} & a_{2} & a_{3} & \ldots & a_{n} \\ a_{n} & a_{1} & a_{2} & \ldots & a_{n-1} \\ a_{n-1} & a_{n} & a_{1} & \ldots & a_{n-2} \\ \ldots \ldots & \ldots & \ldots & \ldots & \ldots \\ a_{2} & a_{3} & a_{4} & \ldots & a_{1} \end{smallmatrix}\right]

равен f(ε1)f(ε2)…f(εn),\quad f\left(\varepsilon_{1}\right) f\left(\varepsilon_{2}\right) \ldots f\left(\varepsilon_{n}\right), \quad где f(x)=a1+a2x+…+anxn−1\quad f(x)=a_{1}+a_{2} x+\ldots +a_{n} x_{n-1}; ε1,ε2,…,εn\varepsilon_{1}, \varepsilon_{2}, \ldots , \varepsilon_{n} — все корни степени nn из единицы.

?
Задача 15.4

Вычислить определители:

?
(а)

∣abcddabccdabbcda∣;\left|\begin{array}{llll}a & b & c & d \\ d & a & b & c \\ c & d & a & b \\ b & c & d & a\end{array}\right| ; \quad

(б)

[1αα2…αn−1αn−11α…αn−2αn−2αn−11…αn−3…………………αα2α3…1]\left[\begin{smallmatrix} 1 & \alpha & \alpha^{2} & \ldots & \alpha^{n-1} \\ \alpha^{n-1} & 1 & \alpha & \ldots & \alpha^{n-2} \\ \alpha^{n-2} & \alpha^{n-1} & 1 & \ldots & \alpha^{n-3} \\ \ldots \ldots & \ldots \ldots & \ldots & \ldots & \ldots \\ \alpha & \alpha^{2} & \alpha^{3} & \ldots & 1\end{smallmatrix}\right].