Теорема.

Для того, щоб визначник п - того порядку дорівнював нулю необхідно і достатньо, щоб його рядки (стовпці) утворювали лінійно залежну систему.

Доведення:

Необхідність: є другим наслідком теореми про ранг.

Достатність:

Нехай рядки (стовпці) лінійно залежні, треба довести, що .

При доведенні виникають два випадки.

1) Тоді -і його рядки лінійно-залежні

2) Тоді лінійна залежність рядків означає, що існує рядок, який є лінійною комбінацією інших.

А тоді за властивістю 9 визначників визначник дорівнює нулю.

4 Загальна теорія лінійно-алгебраїчних рівнянь

4.1 Критерій сумісності лінійних алгебраїчних рівнянь

Теорема Кронекера-Капеллі.Для того, щоб система лінійних алгебраїчних рівнянь була сумісною, необхідно і достатньо, щоб ранг матриці системи дорівнював рангу розширенної матриці.

 

Означення.Матрицею системи називають матрицю утворену з коефіціентів при невідомих.

Розширеною матрицею називають матрицю системи, яка утворена з матриці системи приєднанням стовпця вільних членів.

 

Доведення теореми.Нехай задана система

(1)

, .

 

Необхідність. Нехай система (1) сумісна. Треба довести, що r A = r` . Скористаємось умовою, що система (1) сумісна: Нехай ( ) – розв’язок системи (1).

За означенням розв'язку маємо систему правильних числових рівностей

 

 

Ці рівності означають, що останній стовпець матриці ` є лінійною комбінацією стовпців матриці А. З цього випливає, що максимальна кількість стовців матриці А збігається з максимальною кількістю стовпців матриці `А , тобто r A = r`A.

Достатність. Нехай r A = r `A . Треба довести, що система (1) сумісна. Тоді

будь-яка максимальна лінійно незалежна система стовпців матриці А залишається максимально лінійно незалежною системою і в матриці `А. Таким чином, через цю систему, а тому і взагалі через систему стовпців матриці А, лінійно виражається останній стовбець матриці А. Отже, існує така система коефіцієнтів , що сума стовпців матриці А, взятих з цими коефіцієнтами, дорівнює стовпцю з вільних членів, а тому числа є розв’язком системи (1). Таким чином, якщо r A = r , система (1) сумісна.

 

4.2 Критерій визначеності і невизначеності системи