質問<156>99/6/30
from=坂田
「n次正方行列」


こんにちは。
Aをn次正方行列とし、rank(A)=nとする。
このとき、n次の単位列ベクトルekに対して
Ax=ek の解を x=ck とすると、
拡大係数行列|A ek|の簡約化が|E ck|
になるのは何故でしょうか?

上の文字について、
ek ・・・ 第k番目の成分が1である単位ベクトル
x  ・・・ n次の列ベクトル
E  ・・・ n次単位行列
です。よろしくお願いします。


お返事99/7/2
from=武田


連立方程式
┌2x+3y-z=11
┤x-y+2z=-2
└x+2y=5
を行列を使って表すと、
{2 3 -1} {x} {11}
{1 -1 2}・{y}={-2}
{1 2 0} {z} { 5}
係数行列
  {2 3 -1}
A={1 -1 2}は、rank(A)=3の3次正方行列
  {1 2 0}
           {11}
3次の列ベクトルek={-2}より、
           { 5}
拡大係数行列
       {2 3 -1 11}
{A ek}={1 -1 2 -2}
       {1 2 0  5}
を掃き出し法で変形して、
{2 3 -1 11} {1 -1 2 -2} {1 -1 2 -2}
{1 -1 2 -2}→{2 3 -1 11}→{0 5 -5 15}
{1 2 0  5} {1 2 0  5} {0 3 -2  7}

 {1 -1 2 -2} {1 0 1  1} {1 0 0  3}
→{0 1 -1  3}→{0 1 -1  3}→{0 1 0  1}
 {0 3 -2  7} {0 0 1 -2} {0 0 1 -2}

最後は            { 3}
{E ck}となり、解x=ck={ 1}
               {-2}
これをn次まで拡張したのが質問ですね。また、列ベクトル
のところが、単位列ベクトルになっているだけで差違はあり
ません。上の3次の場合で類推して下さい。