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Beweis, ganzzahlige Einträge, det =+-1

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Determinanten

Tags: Determinanten

 
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Didgeridoo

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11:53 Uhr, 20.11.2010

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Es sei A eine invertierbare n×n Matrix mit ganzzahligen Einträgen. Nun soll ich zeigen, dass die inverse Matrix A-1 genau dann ganzzahlige Einträge hat, wenn detA=±1.
Dazu muss ich doch die beiden Richtungen zeigen:
1) sei det(A)=±1A-1 hat ganzzahlige Einträge
2)A-1 hat ganzzahlige Eintrage detA=±1

Die Voraussetzung, dass A-1 ganzzahlige Einträge hat, ist ja, dass auch die adjungierte Matrix von A ganzzahlige Einträge hat. Leider komm ich damit aber auch nicht viel weiter! Könnt ihr mir vielleicht einen Tipp geben?
Vielen Dank!!
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Didgeridoo

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18:49 Uhr, 20.11.2010

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Hat niemand eine Idee?
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Mathe-Steve

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19:44 Uhr, 20.11.2010

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Doch, ich ;-)

Wenn die Determinate +/- 1 ist, dann ist aus Konstruktion der Inversen von A über Adjunkte klar, dass auch A^-1 ganzzahlig ist, weil Adjunkte durch +/- und * gebildet werden.

Andererseits: wäre die Determinante einer derartigen Matrix von 1 verscheiden, dann müsste (det A) jede Adjunkte Aij teilen, also teilt (det A)^n die Determinate der Matrix (Aij) der Adjunkten Aij, aber deren Determinante ist (det A)^(n-1), d.h. 1/detA ist ganz, also det A gleich 1 oder -1.

Gruß

Stephan

Didgeridoo

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20:51 Uhr, 20.11.2010

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1) ist mir jetzt klar, danke schon mal! Bei 2) blick ich noch nicht ganz durch. Du beweist ja durch Widerspruch und gehst davon aus, dass det(A)±1 ist. Dann muss also diese Determinante jeden Eintrag der adjunkten Matrix teilen. So weit komm' ich noch mit. Von da an versteh' ich aber nicht ganz was du mit det(A)n machst. Wieso muss det(A)n die Determinante der Adjunkten teilen? Und wieso weisst du, dass deren Determinante det(A)n-1 ist?
Vielen Dank schon mal!!!
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Mathe-Steve

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21:22 Uhr, 20.11.2010

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Eine Determinante wird gebildet aus Summen von Produkten der Länge n (aus jeder Zeile ein Element). Daher ist jeder Summand der Determinate ein Produkt aus n Adjunkten, von denen jede durch det A teilbar ist und daher ist die Determinate der Adjunktenmatrix eben durch (det A)^n teilbar.

Die Inverse hat die Determinante 1/det A.

Die Inverse hat die Gestalt 1/detA * (Aij),

ferner gilt det (k*B) = k^n * det B.

Also gilt

det (1/detA * (Aij))=1/(detA)^n *det (Aij) = 1/detA

und schließlich det (Aij) =(detA)^n-1

Alles etwas wirr, aber Du entwirrst das schon.

Frage beantwortet
Didgeridoo

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21:42 Uhr, 20.11.2010

Antworten
Vielen Dank!! :-)