Cледом квадратной матрицы называется сумма элементов её главной диагонали. Доказать, что для любых матриц A и B таких, что имеют
смысл оба произведения AB и BA, следы матриц AB и BA совпадают

правда14 правда14    2   23.09.2020 18:19    0

Ответы
ubdjf ubdjf  23.09.2020 19:01

Пусть даны матрицы A_{a\times b}=(a_{ij})_{a\times b}, B_{c\times d}=(b_{ij})_{c\times d}. Т.к. определено произведение AB, b=c. Т.к. определено произведение BA, d=a.

А значит даны матрицы A_{a\times b}, B_{b\times a}

Пусть AB=C_{a\times a}=(c_{ij})_{a\times a}, BA=D_{b\times b}=(d_{ij})_{b\times b} .

По определению, trC=\sum\limits_{i=1}^ac_{ii} . c_{ii} - сумма произведений соответствующих элементов iой строки матрицы A и iого столбца матрицы B, т.е. c_{ii}=\sum\limits_{j=1}^ba_{ij}b_{ji} => trC=\sum\limits_{i=1}^a\sum\limits_{j=1}^ba_{ij}b_{ji}

Аналогично trD=\sum\limits_{i=1}^b\sum\limits_{j=1}^ab_{ij}a_{ji}

Т.к. пределы суммирования не зависят от переменных, то знаки суммирования можно поменять местами: trD=\sum\limits_{i=1}^b\sum\limits_{j=1}^ab_{ij}a_{ji}=\sum\limits_{j=1}^a\sum\limits_{i=1}^bb_{ij}a_{ji}

А теперь заметим, что, переобозначив переменные [i\to j;j\to i], получим \sum\limits_{j=1}^a\sum\limits_{i=1}^bb_{ij}a_{ji}=\sum\limits_{i=1}^a\sum\limits_{j=1}^bb_{ji}a_{ij}=\sum\limits_{i=1}^a\sum\limits_{j=1}^ba_{ij}b_{ji} - а это и означает, что trC=trD

Ч.т.д.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика