2次正方行列 $A = \begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \end{pmatrix}$ に対して、$tr(A) = a_{11} + a_{22}$, $det(A) = a_{11}a_{22} - a_{12}a_{21}$ と定義する。2次正方行列A, Bとスカラーcについて、以下の等式の真偽を判定し、根拠を述べる。 1. $tr(cA) = c \cdot tr(A)$
2025/4/30
はい、承知いたしました。以下に問題の解答を示します。
1. 問題の内容
2次正方行列 に対して、, と定義する。2次正方行列A, Bとスカラーcについて、以下の等式の真偽を判定し、根拠を述べる。
1. $tr(cA) = c \cdot tr(A)$
2. $tr(A+B) = tr(A) + tr(B)$
3. $tr(AB) = tr(A) \cdot tr(B)$
4. $tr(AB) = tr(BA)$
5. $det(cA) = c \cdot det(A)$
6. $det(A+B) = det(A) + det(B)$
7. $det(AB) = det(A) \cdot det(B)$
8. $det(AB) = det(BA)$
2. 解き方の手順
以下、各等式の真偽を判定する。
1. $tr(cA) = c \cdot tr(A)$
よって真。
2. $tr(A+B) = tr(A) + tr(B)$
,
よって真。
3. $tr(AB) = tr(A) \cdot tr(B)$
一般には . 例えば , とすると、, .
よって偽。
4. $tr(AB) = tr(BA)$
よって真。
5. $det(cA) = c \cdot det(A)$
よってなので、一般には偽。
6. $det(A+B) = det(A) + det(B)$
例えば, のときなので、.
よって偽。
7. $det(AB) = det(A) \cdot det(B)$
上式と下式を比較すると一致する。
よって真。
8. $det(AB) = det(BA)$
なので、7より
よって真。