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n 元1次連立方程式
{a11x1+a12x2+⋯+a1nxn=b1a21x1+a22x2+⋯+a2nxn=b2⋮an1x1+an2x2+⋯+a1nxn=bn ・・・・・・(1)
の解は
xj=line j↓|a11⋯b1⋯a1na21⋯b2⋯a2n⋮⋮⋮⋮⋮⋮an1⋯bn⋯ann||a11a11⋯⋯a1na21a11⋯⋯a2n⋮⋮⋱⋮⋮⋮⋱⋮an1a11⋯⋯ann| ・・・・・・(2)
( j=1,2,⋯,n )
となる.(2)の解の式のことをクラメルの公式という.
(1)を行列を用いて表すと
となる.係数行列 (a11a12⋯a1na21a22⋯a2n⋮⋮⋮an1an2⋯ann)=Aとおく.
|A|≠0のとき,A は逆行列A−1 が存在し,(3)の両辺に左からA−1 をかけると
(x1x2⋮xn)=A−1(b1b2⋮bn)
A−1=1|A|(˜a11˜a21⋯˜an1˜a12˜a22⋯˜an2⋮⋮⋮˜a1n˜a2n⋯˜ann) (ここを参照)より
=1|A|(˜a11˜a21⋯˜an1˜a12˜a22⋯˜an2⋮⋮⋮˜a1n˜a2n⋯˜ann)(b1b2⋮bn)
=1|A|(˜a11b1+˜a21b2+⋯+˜an1bn˜a12b1+˜a22b2+⋯+˜an2bn⋮˜a1nb1+˜a2nb2+⋯+˜annbn)
これより
xj=1|A|(˜a1jb1+˜a2jb2+⋯+˜anjbn) ・・・・・・(4)
( j=1,2,⋯,n )
となる.
A を j 列で展開すると
|a11⋯a1j⋯a1na21⋯a2j⋯a2n⋮⋮⋮⋮⋮⋮an1⋯anj⋯ann|=a1j˜a1j+a2j˜a2j+⋯+anj˜anj ・・・・・・(5)
となる.Aのj 列を(b1b2⋮bn)と入れ替えてj 列で展開すると
|a11⋯b1⋯a1na21⋯b2⋯a2n⋮⋮⋮⋮⋮⋮an1⋯bn⋯ann|=b1˜a1j+b2˜a2j+⋯+bn˜anj ・・・・・・(6)
(4)と(6)より
xj=1|A||a11⋯b1⋯a1na21⋯b2⋯a2n⋮⋮⋮⋮⋮⋮an1⋯bn⋯ann|
xj=line j↓|a11⋯b1⋯a1na21⋯b2⋯a2n⋮⋮⋮⋮⋮⋮an1⋯bn⋯ann||a11a11⋯⋯a1na21a11⋯⋯a2n⋮⋮⋱⋮⋮⋮⋱⋮an1a11⋯⋯ann|
となり,公式が得られる.
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最終更新日:2022年9月9日