Aufgabe zur Determinante ( Beweis)

Aufrufe: 576     Aktiv: 18.07.2021 um 15:00

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Zeigen Sie, dass det von
\begin{array}{ccccc} 0 & 1 & 1 & \ldots & 1 \\ 1 & a_{1} & 0 & \ldots & 0 \\ 1 & 0 & a_{2} & \ddots & 0 \\ \vdots & \vdots & \ddots & \ddots & \vdots \\ 1 & 0 & 0 & \ldots & a_{n} \end{array}=- (\( \prod_{i=1}^{n}{a_i} \))(\( \sum\limits_{i=1}^{n}{\frac{1}{a_i}} \) )

Mein Ansatz:

IndAnf.

n=1

Linke Seite: det=-1

Rechte Seite: -1* 1/1 =-1 ✓

n=2

Linke Seite: det=-a1-a2

Rechte Seite:

 -(a1*a2)*(1/a1 + 1/a2)= -a2 -a1 ✓

Jedoch weiß ich nicht so ganz, wie ich jetzt beim Induktionsschritt weitermachen soll. Kann mir da bitte jemand helfen?


 

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Das geht mit Laplace   ─   mathejean 17.07.2021 um 19:53

Hey, wie genau würde das denn aussehen?   ─   user30bcbc 18.07.2021 um 13:41
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1 Antwort
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Nennen wir die Matrix mal \( A \) und die Matrix, die durch Streichung der \(i\)-ten Zeile und \( j \)-ten Spalte aus \(A\) entsteht, nennen wir \( A_{i,j} \).

Die Entwicklung nach der \(n+1\)-ten Spalte liefert
\( det(A) = (-1)^{1+n+1} \cdot 1 \cdot det(A_{1,n+1}) + (-1)^{n+1+n+1} \cdot a_n \cdot det(A_{n+1,n+1}) \)

Wenn man nun annimmt, dass die Behauptung für \(n \times n\)-Matrizen gilt, dann lässt sich damit \( det(A_{n+1,n+1}) \) ganz einfach berechnen.

Für \( det(A_{1,n+1}) \) stellt man fest, dass \( A_{1,n+1} \) in der \(n\)-ten Zeile vorne eine \(1\) und ansonsten nur Nullen hat. Die Entwicklung nach der \(n\)-ten Zeile liefert
\( det(A_{1,n+1}) = (-1)^{n+1} \cdot 1 \cdot det(diag(a_1,a_2,\dots,a_{n-1})) = (-1)^{n+1} \prod_{i=1}^{n-1} a_i \).

Setzt man alles zusammen, dann erhält man die gewünschte Behauptung für \(A\).
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