正方行列 $A$ が $|A| \neq 0$ を満たすならば、$A$ は正則行列であることを示す問題です。ここで、$|A|$ は行列 $A$ の行列式を表します。

代数学線形代数行列正則行列行列式逆行列余因子行列
2025/6/17

1. 問題の内容

正方行列 AAA0|A| \neq 0 を満たすならば、AA は正則行列であることを示す問題です。ここで、A|A| は行列 AA の行列式を表します。

2. 解き方の手順

正方行列 AA が正則行列であるとは、逆行列 A1A^{-1} が存在することです。
逆行列が存在するための必要十分条件は、A0|A| \neq 0 であることです。
AA の余因子行列を A~\tilde{A} とすると、AA の逆行列は以下の式で与えられます。
A1=1AA~A^{-1} = \frac{1}{|A|} \tilde{A}
ここで、A~\tilde{A}(i,j)(i, j) 成分は AA(j,i)(j, i) 余因子です。
問題の条件より、A0|A| \neq 0 であるので、上の式において 1A\frac{1}{|A|} は定義できます。
したがって、A1A^{-1} が存在するため、AA は正則行列です。

3. 最終的な答え

正方行列 AAA0|A| \neq 0 を満たすならば、AA は正則行列である。

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