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クラメルの公式の導出

n 元1次連立方程式

{a11x1+a12x2++a1nxn=b1a21x1+a22x2++a2nxn=b2an1x1+an2x2++a1nxn=bn ・・・・・・(1)

の解は

xj=linej|a11b1a1na21b2a2nan1bnann||a11a11a1na21a11a2nan1a11ann| ・・・・・・(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.

■導出

(1)を行列を用いて表すと

(a11a12a1na21a22a2nan1an2ann)(x1x2xn)=(b1b2bn) ・・・・・・(3)

となる.係数行列 (a11a12a1na21a22a2nan1an2ann)=Aとおく.

|A|0のとき,A は逆行列A1 が存在し,(3)の両辺に左からA1 をかけると

(x1x2xn)=A1(b1b2bn)

A1=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)(b1b2bn)

=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 j 列で展開すると

|a11a1ja1na21a2ja2nan1anjann|=a1j˜a1j+a2j˜a2j++anj˜anj ・・・・・・(5)

となる.Aj 列を(b1b2bn)と入れ替えてj 列で展開すると

|a11b1a1na21b2a2nan1bnann|=b1˜a1j+b2˜a2j++bn˜anj ・・・・・・(6)

(4)と(6)より

xj=1|A||a11b1a1na21b2a2nan1bnann|

xj=linej|a11b1a1na21b2a2nan1bnann||a11a11a1na21a11a2nan1a11ann|

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

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