Determinante de una matriz de bloques anti-diagonal

¿Es cierto en general que si A y B son dos norte × norte matrices, entonces el determinante de la matriz de bloque anti-diagonal

j = [ 0 A B 0 ]

es det ( j ) = det ( B ) det ( A ) ? Es sencillo probar esto si norte = 2 , pero no tengo idea de cómo generalizarlo.

Respuestas (3)

Uno tiene:

j := ( 0 A B 0 ) = ( A 0 0 B ) × ( 0 I norte I norte 0 ) .
Solo tienes que calcular:
ε := det ( ( 0 I norte I norte 0 ) ) .
De hecho, usando la primera igualdad, se tiene:
det ( j ) = ε det ( A ) det ( B ) .
Si norte es impar, el resultado parece ser falso, obtendrá:
det ( j ) = det ( A ) det ( B ) .

La definición de determinante por permutación dará la respuesta.

para una matriz C = ( C i , j ) metro × metro

d mi t ( C ) = σ S metro s gramo norte   σ C 1 , σ ( 1 ) C 2 , σ ( 2 ) C metro , σ ( metro )

Si escribimos, j = ( X i , j ) 2 norte × 2 norte entonces,

d mi t ( j ) = σ S 2 norte s gramo norte   σ X 1 , σ ( 1 ) X 2 , σ ( 2 ) X norte , σ ( norte ) X norte + 1 , σ ( norte + 1 ) X 2 norte , σ ( 2 norte )

Para σ S 2 norte con σ ( i ) { 1 , 2 , , norte }   F o r   s o metro mi   i { 1 , 2 , , norte } o, σ ( i ) { norte + 1 , norte + 2 , , 2 norte }   F o r   s o metro mi   i { norte + 1 , norte + 2 , , 2 norte } , el término X 1 , σ ( 1 ) X 2 , σ ( 2 ) X norte , σ ( norte ) X norte + 1 , σ ( norte + 1 ) X 2 norte , σ ( 2 norte ) = 0

Dejar, H = { σ S 2 norte   |   σ ( i ) { norte + 1 , norte + 2 , , 2 norte }   i { 1 , 2 , , norte }   a norte d   σ ( i ) { 1 , 2 , , norte }     i { norte + 1 , norte + 2 , , 2 norte } }

Entonces,

d mi t ( j ) = σ H s gramo norte   σ X 1 , σ ( 1 ) X 2 , σ ( 2 ) X norte , σ ( norte ) X norte + 1 , σ ( norte + 1 ) X 2 norte , σ ( 2 norte )

Para, ( σ 1 , σ 2 ) S norte × S norte , definir σ ( i ) = σ 1 ( i ) + norte   i { 1 , 2 , , norte } y σ ( i ) = σ 2 ( i norte )   i { norte + 1 , norte + 2 , , 2 norte } .

Entonces, σ H y

S norte × S norte H
( σ 1 , σ 2 ) σ
es una biyeccion y s gramo norte   σ = ( 1 ) norte s gramo norte   σ 1 s gramo norte   σ 2 (verificar).

Entonces,

d mi t ( j ) = ( 1 ) norte ( σ 1 , σ 2 ) S norte × S norte s gramo norte   σ 1 s gramo norte   σ 2 X 1 , σ 1 ( 1 ) + norte X 2 , σ 1 ( 2 ) + norte X norte , σ 1 ( norte ) + norte X norte + 1 , σ 2 ( 1 ) X 2 norte , σ 2 ( norte ) = ( 1 ) norte σ 1 S norte σ 2 S norte s gramo norte   σ 1 s gramo norte   σ 2 X 1 , σ 1 ( 1 ) + norte X 2 , σ 1 ( 2 ) + norte X norte , σ 1 ( norte ) + norte X norte + 1 , σ 2 ( 1 ) X 2 norte , σ 2 ( norte ) = ( 1 ) norte σ 1 S norte ( s gramo norte   σ 1 X 1 , σ 1 ( 1 ) + norte X 2 , σ 1 ( 2 ) + norte X norte , σ 1 ( norte ) + norte × σ 2 S norte s gramo norte   σ 2 X norte + 1 , σ 2 ( 1 ) X 2 norte , σ 2 ( norte ) ) = ( 1 ) norte σ 1 S norte ( s gramo norte   σ 1 X 1 , σ 1 ( 1 ) + norte X 2 , σ 1 ( 2 ) + norte X norte , σ 1 ( norte ) + norte × d mi t ( B ) ) = ( 1 ) norte d mi t ( B ) × ( σ 1 S norte s gramo norte   σ 1 X 1 , σ 1 ( 1 ) + norte X 2 , σ 1 ( 2 ) + norte X norte , σ 1 ( norte ) + norte ) = ( 1 ) norte d mi t ( B ) d mi t ( A )

Hay identidades de determinantes de matriz de bloques que le darán esto, pero si desea resolver usando fórmulas básicas de determinantes, considere la fórmula de expansión completa para el determinante usando permutaciones, dando una suma de norte ! términos para un norte × norte matriz, donde cada término es 1 o 1 multiplicado por norte entradas en la matriz. Si un término incluye una entrada en cualquiera de los bloques cero, entonces el término es 0 . Entonces, cada término distinto de cero es un producto de entradas seleccionadas de A y entradas seleccionadas de B . Si considera todos los términos que puede obtener seleccionando entradas solo de A y B y agrúpelos según las entradas seleccionadas en A , verá que para cada elección de entradas en A , cuando consideras la suma de los términos, puedes factorizar det B de la suma y obtener solo el producto de los términos seleccionados en A . Entonces, cuando los sumas (después de factorizar det B ) usted obtiene det A . Hay un pequeño detalle en el manejo de los signos de las permutaciones, pero es bastante sencillo.