4. Обратные матрицы.
На свойствах определителя основано вычисление обратной матрицы. Докажем сначала следующие равенства:
где
- элементы матрицы
алхеираические дополнения;
при
при
Для этого рассмотрим матрицу
которая получится, если в матрице
на место
строки поставлена
Тогда при
содержит две одинаковые строки и поэтому
При
Таким образом,
С другой стороны, разложение
по элементам
строки дает левую часть равенства (4.1).
Равенство (4.2) доказывается аналогично.
Из равенств (4.1) и (4.2) следует, что если
то матрица
элементы
которой, стоящие на пересечении
строки и
столбца, задаются равенством
является обратной к матрице А.
Таким образом, условие (4.3) является достаточным для обратимости матрицы
Но оно, очевидно, и необходимо, так как из равенства
следует
так что имеет место (4.3). Доказана следующая теорема.
Теорема. Для обратимости квадратной матрицы А необходимо и достаточно, чтобы ее определитель был отличен от нуля. При выполнении этого условия элементы обратной матрицы вычисляются по формуле (4.4).