線形代数入門解答例
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10第1章行列を証明せよ.[解答例]A=⎛⎜⎜⎜⎜⎝a11a12a21a22⎞⎟⎟⎟⎟⎠,B=⎛⎜⎜⎜⎜⎝b11b12b21b22⎞⎟⎟⎟⎟⎠,C=⎛⎜⎜⎜⎜⎝c11c12c21c22⎞⎟⎟⎟⎟⎠,AB=⎛⎜⎜⎜⎜⎝a11b11+a12b21a11b12+a12b22a21b11+a22b21a21b12+a22b22⎞⎟⎟⎟⎟⎠,AC=⎛⎜⎜⎜⎜⎝a11c11+a12c21a11c12+a12c22a21c11+a22c21a21c12+a22c22⎞⎟⎟⎟⎟⎠.AB−ACの(1,1)成分はa11b11+a12b21−(a11c11+a12c21),これはa11(b11−c11)+a12(b21−c21)である.これはA(B−C)の(1,1)成分.ほかの成分についても同様.問2. A,B,Cを2×2型の行列とし,(AB)C=A(BC)を証明せよ.[解答例]A,B,Cを問1の行列とする.問1の解答から(AB)C=⎛⎜⎜⎜⎜⎝a11b11+a12b21a11b12+a12b22a21b11+a22b21a21b12+a22b22⎞⎟⎟⎟⎟⎠⎛⎜⎜⎜⎜⎝c11c12c21c22⎞⎟⎟⎟⎟⎠=⎛⎜⎜⎜⎜⎝(a11b11+a12b21)c11+(a11b12+a12b22)c21·········⎞⎟⎟⎟⎟⎠=⎛⎜⎜⎜⎜⎝a11(b11c11+b12c21)+a12(b21c11+b22c22)·········⎞⎟⎟⎟⎟⎠.この(1,1)成分はA(BC)の(1,1)成分に等しい.ほかの成分も同様に等しいことを示せる.問3. A=⎛⎜⎜⎜⎜⎝2113⎞⎟⎟⎟⎟⎠, B=⎛⎜⎜⎜⎜⎝34−12⎞⎟⎟⎟⎟⎠, C=⎛⎜⎜⎜⎜⎝12−2−1⎞⎟⎟⎟⎟⎠のとき,つぎの式をなるべく簡単な方法で計算せよ.(1)AC+BC.  (2)AB−AC.  (3)ABAB.

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