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गणित · शब्दावली

सारणिक क्या है?

परिभाषा 2.16 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 2 · अध्याय 2 — रैखिक बीजगणित

किसी आधार में कुल का सारणिक detB(x1,,xn)\det_{\mathcal{B}}(x_1, \dots, x_n) है; आव्यूह AA का सारणिक विहित आधार में उसके स्तंभों का सारणिक है — अर्थात् ऊपर वाला क्रमचय सूत्र; और अंतःरूपांतरण uu का सारणिक वह अदिश detu\det u है जिसके लिए

detB(u(x1),,u(xn))=detudetB(x1,,xn) सभी xi\det{}_{\mathcal{B}}\bigl(u(x_1), \dots, u(x_n)\bigr) = \det u \cdot \det{}_{\mathcal{B}}(x_1, \dots, x_n) \quad \text{ सभी } x_i

(बायाँ पक्ष एकांतर nn-रैखिक है, अतः प्रमेय 2.14 के अनुसार detB\det_\mathcal{B} का गुणज है; और गुणक B\mathcal{B} पर निर्भर नहीं करता)।

उदाहरण

उदाहरण 2.19 (नियमों के सहारे एक सारणिक)

मान लीजिए JMn(K)J \in \mathcal{M}_n(K) सर्व-एक आव्यूह है और aKa \in K; अभी-अभी सिद्ध किए गए औज़ारों से हम det(aIn+J)\det(aI_n + J) परिकलित करते हैं। aIn+JaI_n + J का हर स्तंभ एक ही ढंग से जुड़ता है: सारी पंक्तियाँ पहली में जोड़ दीजिए (सारणिक अपरिवर्तित रहता है — एक पंक्ति का गुणज दूसरी में जोड़ने से दोहराई गई दिशा वाला पद जुड़ता है, जिसे एकांतरता मार देती है)। पहली पंक्ति (a+n,a+n,,a+n)(a + n, a + n, \dots, a + n) हो जाती है; उस पंक्ति में रैखिकता से a+na + n बाहर निकालिए, फिर पहला स्तंभ हर दूसरे स्तंभ में से घटा दीजिए: जो बचता है वह विकर्ण (1,a,,a)(1, a, \dots, a) वाला त्रिभुजाकार आव्यूह है। अतः

det(aIn+J)=(a+n)an1.\det(aI_n + J) = (a + n)\,a^{\,n-1}.

समापन दृष्टि: मूल a=0a = 0 (बहुलता n1n - 1) और a=na = -n यह कहते हैं कि JJ का अभिलक्षणिक मान 00 बहुलता n1n - 1 के साथ है और अभिलक्षणिक मान nn एक बार — अर्थात् कोटि एक के आव्यूह JJ का वर्णक्रम, एक अध्याय पहले ही (अध्याय 3 इसे क्रमबद्ध कर देगा)।

उदाहरण 2.20 (क्रमचय सूत्र से एक सारणिक)

जिस आव्यूह में बहुत से शून्य हों उसके लिए सूत्र स्वयं ही व्यावहारिक है: इसमें

A=(0a0000b0000cd000),A = \begin{pmatrix} 0 & a & 0 & 0\\ 0 & 0 & b & 0\\ 0 & 0 & 0 & c\\ d & 0 & 0 & 0 \end{pmatrix},

अशून्य प्रविष्टियाँ चुनने वाला एकमात्र क्रमचय 44-चक्र σ=(1234)\sigma = (1\,2\,3\,4) है, जो स्तंभ 11 \to को पंक्ति 44 पर भेजता है, इत्यादि; ε(σ)=(1)3=1\varepsilon(\sigma) = (-1)^3 = -1, अतः detA=abcd\det A = -abcd। (विकर्ण आव्यूह तक पहुँचने के लिए तीन स्तंभ-अदला-बदली करके जाँच लीजिए।)

उदाहरण 2.21 (गुणनफल सूत्र से एक वांडरमोंड)

नोड 0,1,20, 1, 2 के लिए (जिन्हें अभ्यास 2.4 जैसे समाकलन नियम काम में लेते हैं), अभ्यास 2.11 का वांडरमोंड सारणिक एक ही दृष्टि में निकल आता है:

det(111012014)=(10)(20)(21)=2,\det\begin{pmatrix} 1 & 1 & 1\\ 0 & 1 & 2\\ 0 & 1 & 4 \end{pmatrix} = (1 - 0)(2 - 0)(2 - 1) = 2 ,

और पहले स्तंभ के अनुदिश सीधे प्रसार से: 1(42)=21\cdot(4 - 2) = 2: दोनों मिल गए। भिन्न नोडों के लिए अशून्य होना एक ही सारणिक में अंतर्वेशन का पूरा सिद्धांत है: मूल्यांकन फलनिक PP(ai)P \mapsto P(a_i) ठीक तभी द्वैत के आधार होते हैं जब यह सारणिक अशून्य हो, अर्थात् भिन्न aia_i के लिए सदा — उदाहरण 2.2 का परिमाणीकरण।

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