0.行列基礎

0.11 同値関係集合 \( S \) と、その部分集合 \(\mathrel{R} \subseteq S \times S = \{(a,b) : a \in S, b \in S\}\) を考えます。このとき、\(\mathrel{R...

0.10 基底の変換ベクトル空間 \( V \) を体 \( F \) 上の \( n \) 次元ベクトル空間とします。そして、リスト \( B_1 = \{v_1, v_2, \ldots, v_n\} \) が \( V \) の基底で...

0.9.13 反転行列、冪零行列、射影行列、共反転行列行列 \( A \in M_n(F) \) が次のいずれかの性質を持つ場合、それぞれ次のように呼ばれます：反転行列（involution）：\( A^2 = I \)、すなわち \( A...

0.9.12 コーシー行列 コーシー行列 \( A \in M_n(F) \) は、以下のような形式の行列です： A = \left_{i,j=1}^n ここで、\( a_1, \ldots, a_n \)、\( b_1, \ldots, ...

0.9.11 バンデルモンド行列とラグランジュ補間バンデルモンド行列 \( A \in M_n(F) \) は、次の形式を持ちます：A =\begin{bmatrix}1 & x_1 & x_1^2 & \cdots & x_1^{n-1}...

0.9.10 三重対角行列・双対角行列・その他の構造付き行列行列 \( A = \in M_n(F) \) が上ヘッセンベルクかつ下ヘッセンベルクであるとき、三重対角行列（tridiagonal matrix）と呼ばれます。すなわち、すべて...

0.9.9 ヘッセンベルク行列行列 \( A = \in M_n(F) \) が、すべての \( i > j + 1 \) に対して \( a_{ij} = 0 \) を満たすとき、上ヘッセンベルク形あるいは上ヘッセンベルク行列であると言い...

0.9.8 ハンケル行列（Hankel matrices） \( A \in \mathbb{M}_{n+1}(F) \) が次の形式の行列であるとき、これを ハンケル行列と呼びます： A = \begin{bmatrix} a_0 & a...

0.9.7 テプリッツ行列（Toeplitz matrices）\( A = \in M_{n+1}(F) \) が次のような形をしているとき、行列 \( A \) はテプリッツ行列と呼ばれます。A =\begin{bmatrix}a_0 ...

0.9.6 巡回行列（Circulant matrices）\( A \in M_n(F) \) が次のような形を持つとき、行列 \( A \) は巡回行列と呼ばれます。A =\begin{bmatrix}a_1 & a_2 & \cdot...

0.9.5 置換行列正方行列 \( P \) が置換行列であるとは、各行および各列にちょうど1つの要素が1で、他はすべて0であることを言います。このような行列との積は、掛けられた行列の行または列の置換を行います。例えば、\begin{bma...

0.9.4 ブロック三角行列行列 \( A \in \mathbb{M}_n(F) \) が次の形の場合、A =\begin{bmatrix}A_{11} & * & \cdots & * \\0 & A_{22} & \cdots & *...

0.9.3 三角行列行列 \( T = \in \mathbb{M}_{n,m}(F) \) が、\( i > j \) のとき \( t_{ij} = 0 \) ならば 上三角行列 といいます。また、\( i \ge j \) のとき \...

0.9.2 ブロック対角行列と直和行列 \( A \in \mathbb{M}_n(F) \) が次の形の場合、A =\begin{bmatrix}A_{11} & 0 & \cdots & 0 \\0 & A_{22} & \cdots ...

0.9.1 対角行列行列 \( D = \in \mathbb{M}_{n,m}(F) \) は、\( j \neq i \) のとき \( d_{ij} = 0 \) であれば対角行列と呼ばれます。対角行列の対角成分がすべて正の（非負の）...

0.9 特殊な行列の種類特定の形状を持つ行列は頻繁に現れ、重要な性質を持ちます。ここではそれらのうち代表的なものを用語とともにまとめます。0.9.1 対角行列0.9.2 ブロック対角行列と直和0.9.3 三角行列0.9.4 ブロック三角行列...

0.8.12　余因子行列と複合行列行列 \( A, B \in \mathbb{M}_n(F) \) を考えます。添字集合 \( \alpha \subseteq \{1, \ldots, m\} \)、\( \beta \subseteq...

0.8.11　ドッジソンの恒等式（Dodgson’s identity）行列 \( A \in \mathbb{M}_n(F) \) を考えます。次のように定義します。\( a = \det A \)：行列 \( A \) の \( n \...

0.8.10　行列式の微分行列 \( A(t) = = \) を、成分が \( t \) に関して微分可能な複素数値関数で構成される \( n \times n \) 行列とします。ここで、\( A'(t) = \) と定義します。行列式の...

0.8.9　ラプラス展開定理（Laplace expansion theorem）ラプラス展開（0.3.1.1）とは、ある行または列に沿った小行列式による行列式の展開のことですが、これは行列式を表す自然な一連の式の中に含まれます。行列 \(...

0.8.8　小行列式（minor）間の関係式行列 \( A \in \mathbb{M}_{m,n}(F) \) を与え、濃度 \( k \) の固定された添字集合 \( \alpha \subseteq \{1, \ldots, m\} ...

0.8.7　コーシー・ビネの公式（Cauchy–Binet formula）この有用な公式は、見た目が行列の積の公式に似ているため、覚えやすい形をしています。これは偶然ではなく、実際には複合行列（compound matrix）の乗法性 (...

0.8.6　シルベスターとクロネッカーの行列式恒等式(0.8.5.4) の結果から導かれる2つの帰結を考えます。まず、次のように定義します：B = \left( b_{ij} \right) = \left \right]_{i,j=1}^...

0.8.5 シュア補題と行列式の公式A = \in M_n(F) とし、ある添字集合 \( \alpha \subset \{1, \ldots, n\} \) に対して、部分行列 \( A \) が正則（可逆）であるとします。このとき、A...

0.8.4 逆行列の小行列式（Minors of the inverse）Jacobiの恒等式は、正則な行列 \(A \in M_n(F)\) に対する余因子を用いた逆行列の公式を一般化し、\(A^{-1}\) の小行列式と \(A\) の...

0.8.3 クラメルの公式（Cramer’s Rule）クラメルの公式は、\( A \in M_n(F) \) が正則であるとき、連立一次方程式 \( Ax = b \) の解ベクトルの特定の成分を解析的に表現する便利な方法です。次の恒等式...

0.8.2 余因子行列（Adjugate）と逆行列\( A \in M_n(F) \), \( n \geq 2 \) とします。行列 \( A \) の余因子の転置行列（余因子行列、または古典的随伴行列）は次で与えられます：\mathrm...

0.8.1 合成行列（Compound matrices）行列 \( A \in M_{m,n}(F) \) を考えます。集合 \( \alpha \subseteq \{1, \ldots, m\} \)、および \( \beta \su...

0.8 再び行列式について行列式に関する追加的な事実と恒等式は、参照のために有用です。0.8.1 合成行列（Compound matrices）0.8.2 余因子行列と逆行列0.8.3 クラメルの公式0.8.4 逆行列の小行列式0.8.5 ...

0.7.8 vec写像行列 \( A \in M_{m,n}(F) \) をその列によって分割し、A = と表現します。写像 vec：\( M_{m,n}(F) \rightarrow F^{mn} \) は、\operatorname{v...