Треугольная матрица

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Треугольная матрица — в линейной алгебре квадратная матрица, в которой все элементы ниже или выше главной диагонали равны нулю.

Пример верхнетреугольной матрицы

Верхнетреугольная матрица — квадратная матрица, в которой все элементы ниже главной диагонали равны нулю.

Нижнетреугольная матрица — квадратная матрица, в которой все элементы выше главной диагонали равны нулю.

Унитреугольная матрица (верхняя или нижняя) — треугольная матрица, в которой все элементы на главной диагонали равны единице.

Треугольные матрицы используются в первую очередь при решении линейных систем уравнений, когда матрица системы сводится к треугольному виду используя следующую теорему:

Любую ненулевую матрицу A_{n\times n} путём элементарных преобразований над строками и перестановкой столбцов можно привести к треугольному виду.

Любая квадратная матрица, имеющая отличные от нуля главные миноры, представима произведением двух матриц: верхнетреугольной, и нижнетреугольной. Разложение единственно, если фиксированы (заранее оговорены) элементы главной диагонали одной из них.

Решение систем линейных уравнений с треугольной матрицей (обратный ход) не представляет сложностей.

Свойства[править | править вики-текст]

  • Определитель треугольной матрицы равен произведению элементов на её главной диагонали .
  • Определитель унитреугольной матрицы равен единице.
  • Множество невырожденных верхнетреугольных матриц порядка n по умножению с элементами из поля k образует группу, которая обозначается UT(n, k) или UTn (k).
  • Множество невырожденных нижнетреугольных матриц порядка n по умножению с элементами из поля k образует группу, которая обозначается LT(n, k) или LTn (k).
  • Множество верхних унитреугольных матриц с элементами из поля k образует подгруппу UTn (k) по умножению, которая обозначается SUT(n, k) или SUTn (k). Аналогичная подгруппа нижних унитреугольных матриц обозначается SLT(n, k) или SLTn (k).
  • Множество всех верхнетреугольных матриц с элементами из кольца k образует алгебру относительно операций сложения, умножения на элементы кольца и перемножения матриц. Аналогичное утверждение справедливо для нижнетреугольных матриц.
  • Группа UTn разрешима, а её унитреугольная подгруппа SUTn нильпотентна.

См. также[править | править вики-текст]