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Consulta de teorema no demostrado dado en la teorica

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El teorema dice:

Dada \(A \in \mathbb{R}^{n*n}\) si \(DetA(k) \neq 0\) donde \(A(k)\)es el menor principal de orden \(k\) de \(A\), entonces \(a_{kk}^{(k)} \neq 0\) (donde \(a_{kk}^{(k)}\) denota el valor que tiene A en su diagonal luego de hacer el paso k de elminacion gaussiana)

Se supone q cuando uno prueba esto puede probar que existen L y U talque A=L.U

El tema con la demostracion es q la profesora la dejo para q la hagamos nosotros,y nos sugirio probarlo por induccion en k.
Alguien lo hizo?? Yo lo pense pero me trabo en la parte de la hipotesis inductiva y no se como seguir. Mi duda es: Cuando tengo q hacer \(k-1 \Rightarrow k\) supongo q ya tengo mi matriz A del paso k ( \(A^{(k)}\)) y me fijo q si el determinante es 0 entonces el \(a_{kk}\) es cero?????

no se si esta bien esto:

yo se que \(a_{11}^{(1)} \neq 0....a_{k-1k-1}^{(k-1)} \neq 0\) por HI entonces multiplicando a izquierda por las matrices \({L}_{k-1}...{L}_{1}.A={A}^{(k)}\) que seria la matriz A triangulada hasta tener ceros abajo de \(a_{k-1k-1}^{(k-1)}\) y, siguiendo en la diagonal, \(a_{kk}^{(k)}\).
entonces tengo que \(A={{L}_{1}}^{-1}...{{L}_{k-1}}^{-1}.{A}^{(k)}\)
llamo\(L={{L}_{1}}^{-1}...{{L}_{k-1}}^{-1}\) que es una matriz triangular inferior con 1's en la diagonal.
ahora esto es lo que no estoy muy segura de que valga pero bueno:
\(A(k)=L(k).{A}^{(k)}(k)\) es el menor principal donde \({A}^{(k)}(k)\) resulta ser una matriz triangular inferior con \(a_{jj}^{(j)}\) j=1,...,k en la diagonal donde para j=1,...,k-1 es distinto de cero pero no se si \(a_{kk}^{(k)} \neq 0\)
entonces \(0 \neq det(A(k))=det(L(k)).det({A}^{(k)}(k))=det({A}^{(k)}(k))=a_{11}^{(1)}...a_{k-1k-1}^{(k-1)}.a_{kk}^{(k)}\) pues det(L(k))=1 x tener 1's en la diag
como cada \(a_{jj}^{(j)}\) j=1,...,k-1 es distinto de cero, resulta \(a_{kk}^{(k)} \neq 0\)

vos que opinas sobre la parte de menor principal A(k)? valdra?

me parece que arrancas mal. O sea, cuando decis :"yo se que \(a_{11}^{(1)} \neq 0....a_{k-1k-1}^{(k-1)} \neq 0\) por HI...." te estas equivocando me parece; porq lo q afirmas pasa si los (k-1) menores son positivos....o estoy equivocado???Para mi hay q armarse algo de n*n q sepas q tiene los (n-1) menores positivos y de ahi afirmas la HI...

marcelooooooo ayudaaaaaaaaaaaa!!!!!!!!!!!!!!!

Lo que tratás de probar es que los \({a}_{kk}^{k}\neq 0\) por inducción. Entonces, el razonamiento inductivo sería:
-para \(k\eq=1\) vale. Esto es cierto pues \(\det (A(1))\eq={a}_{11}\neq 0\) por hipótesis
-si vale para \(j<k\) entonces vale para \(k\)(o sea, una inducción completa). En este caso la hipótesis inductiva es "los \({a}_{ii}^{k-1}\neq 0\forall 1\leq i<k\).

Hasta el paso \(k-1\), por hipótesis inductiva los \({a}_{ii}^{k-1}\neq 0,1\leq i\leq k-1\). Entonces, procedes al paso \(k\)-ésimo por eliminación gaussiana. Como lo que hacés es sumar múltiplos de otras filas no cambía en el proceso el valor del \(\det (A(k))\). Luego, en el paso \(k\)-ésimo el determinante se conserva y como lo que tenés es una matriz triangular superior(hasta la fila k-ésima) ese determinante es \(\prod_{i\eq=1}^{k} {a}_{ii}^{k}\) y deducís(al ser el determinante no nulo y por H.I cada \({a}_{ii}^{k}\neq 0\) para \(i<k\) pues \({a}_{ii}^{k}\eq={a}_{ii}^{k-1}\) para \(i<k\)) que el último \({a}_{ii}\neq 0\). O sea, más o menos lo que dijo Diana. Lo de que los menores sean positivos lo usás para verificar que sea definida positiva y admita descomposición por Cholesky(un tipo particular de descomposición L.U, o si se quiere un corolario de la diagonalización de formas bilineales definidas positivas)

Firma

I offer her that kernel of myself that I have saved, somehow; the central heart that deals not in words, traffics not with dreams and is untouched by time, by joy, by adversities

gracias marce, me nuble con la induccion!!!
perdon diana por corregirte lo q estaba bien 😉