§ 4. Ассоциированные матрицы. Миноры обратной матрицы
Пусть дана матрица
. Рассмотрим всевозможные миноры
-го (
) порядка матрицы
:
.
(31)
Число этих миноров равно
, где
— число сочетаний из
по
. Для того чтобы
расположить миноры (31) в квадратную таблицу, занумеруем в определенном
(например, лексикографическом) порядке все сочетания по
из
индексов
.
Если сочетания индексов
и
при этой нумерации будут
иметь номера
и
, то минор
(31) будем обозначать и так:
.
Давая
и
независимо друг от друга все значения
от 1 до
, мы
охватим все миноры
-го порядка матрицы
.
Квадратная матрица
-го порядка
называется
-й ассоциированной матрицей для матрицы
может принимать
значения
.
При этом
,
а матрица
состоит
из одного элемента, равного
.
Замечание. Порядок нумерации сочетаний индексов
фиксируется раз и навсегда и не связан с выбором матрицы
.
Пример. Пусть
.
Перенумеруем все сочетания из четырех индексов 1, 2,
3, 4 по два, расположив их в следующем порядке:
(1 2) (1 3) (1 4) (2
3) (2 4) (3 4).
Тогда
.
Отметим некоторые свойства ассоциированных матриц:
1 Из
следует
(
).
Действительно, выражая миноры
-го порядка (
) матрицы-произведения
через миноры того же порядка матриц-сомножителей по формуле (18),
будем иметь:
. (32)
Очевидно, в
обозначениях этого параграфа равенство (32) может быть записано так:
(здесь
,
,
– номера сочетаний
индексов
;
;
). Отсюда:
.
2 Из
следует
(
).
Это предложение
непосредственно вытекает из предыдущего, если там положить
и обратить
внимание на то, что
— единичная матрица порядка
.
Из предложения
2° вытекает важная формула, выражающая миноры обратной матрицы через миноры
данной матрицы:
Если
, то при любых
, (33)
где
вместе с
, а
вместе
с
составляют
полную систему индексов
.
Действительно,
из
следует:
или в более
подробной записи:
(34)
Равенства (34)
могут быть записаны еще так:
. (34')
С другой стороны,
применяя к определителю
известные разложения
Лапласа, получаем:
(35)
где
вместе
с
, а
вместе
с
образуют
полную систему индексов
. Сопоставление (35) с (34') и (34) показывает, что равенство (34)
удовлетворяются, если вместо
взять не
, а
Так как из
системы (34) элементы
обратной матрицы для
определяются
однозначно, то имеет место равенство (33).