[МУЗЫКА] В этом видео мы введем понятие следа матрицы. Следом матрицей называют просто сумму ее диагональных элементов. А после этого мы посмотрим, какие у него есть свойства и почему понадобилось такое определение. Соответственно, следом квадратной матрицы L размера n на n называют сумму ее диагональных Trace, или trL = l11 + l22 + l33 +... + lnn. След мы определяем только для квадратных матриц. Например, след матрицы (4 6 9 1) равен 4 + 1, сумма диагональных элементов, равен 5. Основное прикольное свойство следа — то, что он позволяет попарно перемножать элементы матрицы. А именно, след A транспонированное * B равен следу B транспонированное * A и равен сумме попарных произведений соответствующих элементов этой матрицы. При этом A и B должны иметь одинаковый размер. Например, если A — это a1, a2, a3, a4, а B — b1, b2, b3 и b4, то тогда след A транспонированное * B = a1b1 + a2b2+ a3b3+ a4b4. То есть это такое что-то типа скалярного произведения, но для матриц. Соответственно, давайте докажем эту формулу. Если мы посмотрим на след A транспонированное * B, то если я посмотрю на на диагональ, на i-й элемент на диагонали, то из левой матрицы я должен взять строчку, а из правой матрицы я должен взять столбец. Соответственно, i-й элемент на диагонали — это i-я строка матрицы A транспонированное помножить скалярно на i-й столбец матрицы B. Но i-я строка в матрице A транспонированное — это i-й столбец в матрице A. Соответственно получается, что на диагонали находятся элементы вида скалярное произведение столбика A на соответствующий столбик B. то есть на самом деле это просто сумма всех aij * bij. Соответственно еще немножко свойств. Во-первых, то свойство, которое мы сформулировали только что, для матриц одинакового размера можно переформулировать. То есть сказать, что если матрица A — это матрица размера n x k, а B — это матрица размера k x n, то след A * B равен следу B * A. Достоинство этой формулы в том, что, вообще говоря, след считается у матриц разного размера. A * B — это матрица размера n x n, а B * A — это матрица размера k x k, но след у них одинаковый. Хотя у них складывается разное число диагональных элементов, сумма диагональных элементов у этих двух матриц равна. Доказательства мы только что привели, просто вопрос надо переобозначить, вместо B транспонированное написать B. И еще очень удобно следа — то, что это линейный оператор, который превращает матрицы размера какого-то n x n в числа. Из того, что это линейный оператор, следует два свойства. Во-первых, след от матрицы, увеличенный в λ раз, равен λ помножить на след матрицы A, а во-вторых, след двух матриц, которые можно складывать, равен сумме следов этих двух матриц. Зачем нужен след? Во всяких теоретических формулах он здорово позволяет сократить вычисления. Например, если я хочу записать сумму по ij a²ij, я могу элегантно написать след от A транспонированное * A. Это одно и то же, но никакой суммы нет, и надпись гораздо более удобна. И соответственно более простая запись позволяет упрощать теоретические выкладки, делать их более короткими. В следующем видео мы посмотрим на другие свойства собственных чисел, на другие свойства характеристического многочлена и посмотрим на реинкарнацию теоремы Виета. [МУЗЫКА]