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讓我起個頭,後面請大家接力。
令 $T_1$ 為將 $i,j$ row 交換的 type 1 列運算;$T_2$ 是將 $i$-th row 乘上 $a$ 的 type 2 列運算;$T_3$ 是將 $j$-th row 乘上 $a$ 的 type 2 列運算。則 $T_1$,$T_2$ 不能交換。因為若先做 $T_1$ 再做 $T_2$,那麼 $i$-th row 會是原來的 $j$-th row 乘上 $a$;而若先做 $T_2$ 再做 $T_1$,那麼 $i$-th row 會是原來的 $j$-th row。故知 $T_2\circ T_1\ne T_1\circ T_2$。同理 $T_3\circ T_1\ne T_1\circ T_3$。
我們也可先說明 $T_2\circ T_1=T_1\circ T_3$(或 $T_3\circ T_1=T_1\circ T_2$)。再利用基本列運算的可逆性說明不可能 $T_2\circ T_1=T_1\circ T_2$(或 $T_3\circ T_1=T_1\circ T_3$)。
對兩個不同的row做兩次不同的type3列運算
令T1 為將 i-th row 乘上2加到 j-th row 的 type 3 列運算;T2 是將 j-th row 乘上3加到 i-th row 的 type 3 列運算
則T1 T2不能交換 如果先做T1再做T2 原先的i-th row變為 7i-th row +3j-th row 原先的j-th row變為 2i-th row + j-th row
而如果先做T2再做T1 則 原先的i-th row變為 i-th row +3j-th row 原先的j-th row變為 2i-th row + 7j-th row
因此 對兩個row做兩次不同的type3列運算 不能交換
當type2與type3涉及同一個row時不能交換
令矩陣 $A$ 如下:
$A = \begin{bmatrix} -\mathbf{a}- \\ -\mathbf{b}- \\ -\mathbf{c}- \end{bmatrix}$
如題,不妨將涉及的同一個row定為a-th row,定義兩個列運算如下:
$T_1$:將第 $a$-th row 乘上非零實數 $r$,即:$\mathbf{r}_a \leftarrow r\mathbf{r}_a$
$T_2$:將第 $a$-th row 乘上1並加到第 $b$-th row:$\mathbf{r}_b \leftarrow \mathbf{r}_b + \mathbf{r}_a$
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順序一:先 $T_1$再 $T_2$:
1. 初始:$A = \begin{bmatrix} -\mathbf{a}- \\ -\mathbf{b}- \\ -\mathbf{c}- \end{bmatrix}$
2. $T_1$ 之後:$\begin{bmatrix} -r\mathbf{a}- \\ -\mathbf{b}- \\ -\mathbf{c}- \end{bmatrix}$
3. $T_2$ 之後:$\begin{bmatrix} -r\mathbf{a}- \\ -\mathbf{b} + r\mathbf{a}- \\ -\mathbf{c}- \end{bmatrix}$
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順序二:先 $T_2$再 $T_1$:
1. 初始:$A = \begin{bmatrix} -\mathbf{a}- \\ -\mathbf{b}- \\ -\mathbf{c}- \end{bmatrix}$
2. $T_2$ 之後:$\begin{bmatrix} -\mathbf{a}- \\ -\mathbf{b} + \mathbf{a}- \\ -\mathbf{c}- \end{bmatrix}$
3. $T_1$ 之後:$\begin{bmatrix} -r\mathbf{a}- \\ -\mathbf{b} + \mathbf{a}- \\ -\mathbf{c}- \end{bmatrix}$
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觀察到兩個順序的第二個row結果不同,因此不能交換。
對三個不同的row做兩次不同的type1列運算
先來一個簡單的,設現在有i-th row, j-th row, k-th rowT1用type1將i,j row交換,T2用type1將j,k row交換。
先做T1再做T2
和先做T2再做T1
的結果不同,故對三個不同的row做兩次不同的type1列運算不能交換