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求行列式相关知识
简介
在线性代数,行列式是一个函数,其定义域为的矩阵A,值域为一个标量,写作det(A)。在本质上,行列式描述的是在n维空间中,一个线性变换所形成的“平行多面体”的“体积”。行列式无论是在微积分学中(比如说换元积分法中),还是在线性代数中都有重要应用。
行列式概念的最初引进是在解线性方程组的过程中。行列式被用来确定线性方程组解的个数,以及形式。随后,行列式在许多领域都逐渐显现出重要的意义和作用。于是有了线性自同态和向量组的行列式的定义。
行列式的特性可以被概括为一个n次交替线性形式,这反映了行列式作为一个描述“体积”的函数的本质。
若干数字组成的一个类似于矩阵的方阵,与矩阵不同的是,矩阵的表示是用中括号,而行列式则用线段。行列式的值是按下述方式可能求得的所有不同的积的代数和,既是一个实数:求每一个积时依次从每一行取一个元因子,而这每一个元因子又需取自不同的列,作为乘数,积的符号是正是负决定于要使各个乘数的列的指标顺序恢复到自然顺序所需的换位次数是偶数还是奇数。也可以这样解释:行列式是矩阵的所有不同行且不同列的元素之积的代数和,和式中每一项的符号由积的各元素的行指标与列指标的逆序数之和决定:若逆序数之和为偶数,则该项为正;若逆序数之和为奇数,则该项为负。
[编辑本段]垂直线记法
矩阵 A 的行列式有时也记作 |A|。绝对值和矩阵范数也使用这个记法,有可能和行列式的记法混淆。不过矩阵范数通常以双垂直线来表示(如:),且可以使用下标。此外,矩阵的绝对值是没有定义的。因此,行列式经常使用垂直线记法(例如:克莱姆法则和子式)。例如,一个矩阵:
行列式 det(A) 也写作 | A | 或明确的写作:
即矩阵的方括号以细长的垂直线取代。
[编辑本段]定义
一个矩阵A的行列式有一个乍看之下很奇怪的定义:
其中sgn(σ)是排列σ的符号差。
对于比较小的矩阵,比如说二阶和三阶的矩阵,行列式表达如下,有些像是主对角线(左上至右下)元素的乘积减去副对角线(右上至左下)元素的乘积(见图中红线和蓝线)。
2阶: 3阶:。 但对于阶数较大的矩阵,行列式有 n! 项,并不是这样的形式。
二维向量组的行列式
行列式是向量形成的平行四边形的面积
设P是一个二维的有向欧几里得空间,即一个所谓的欧几里得平面。两个向量X和X’的行列式是:
经计算可知,行列式表示的是向量X和X ’形成的平行四边形的有向面积。并有如下性质:
行列式为零当且仅当两个向量共线(线性相关),这时平行四边形退化成一条直线。 如果以逆时针方向为正向的话,有向面积的意义是:平行四边形面积为正当且仅当向量X和X’逆时针排列(如图)。 行列式是一个双线性映射。也就是说, , 并且 。
如何求行列式的值
三阶行列式直接展开最为简单。
1)按定义展开法:D3=1*7*2+2*9*7+3*5*4-3*7*7-2*5*2-1*9*4
=14+`126+60-147-20-36
=-3
扩展资料:
结果为 a1·b2·c3+b1·c2·a3+c1·a2·b3-a3·b2·c1-b3·c2·a1-c3·a2·b1(注意对角线就容易记住了)
这里一共是六项相加减,整理下可以这么记:a1(b2·c3-b3·c2) - a2(b1·c3-b3·c1) + a3(b1·c2-b2·c1)=a1(b2·c3-b3·c2) - b1(a2·c3 - a3·c2) + c1(a2·b3 - a3·b2)
此时可以记住为:a1*(a1的余子式)-a2*(a2的余子式)+a3*(a3的余子式)=a1*(a1的余子式)-b1*(b1的余子式)+c1*(c1的余子式)
参考资料:百度百科——三阶行列式
求行列式的值?
三阶行列式直接展开最为简单。
按定义展开法:D3=1*7*2+2*9*7+3*5*4-3*7*7-2*5*2-1*9*4=14+`126+60-147-20-36=-3
行列式可以看做是有向面积或体积的概念在一般的欧几里得空间中的推广。或者说,在 n 维欧几里得空间中,行列式描述的是一个线性变换对“体积”所造成的影响。
扩展资料:
若n阶方阵A=(aij),则A相应的行列式D记作
D=|A|=detA=det(aij)
若矩阵A相应的行列式D=0,称A为奇异矩阵,否则称为非奇异矩阵.
标号集:序列1,2,...,n中任取k个元素i1,i2,...,ik满足
1≤i1i2...ik≤n(1)
i1,i2,...,ik构成{1,2,...,n}的一个具有k个元素的子列,{1,2,...,n}的具有k个元素的满足(1)的子列的全体记作C(n,k),显然C(n,k)共有 个子列.因此C(n,k)是一个具有个元素的标号集,C(n,k)的元素记作σ,τ,...,σ∈C(n,k)表示σ={i1,i2,...,ik}是{1,2,...,n}的满足(1)的一个子列.若令τ={j1,j2,...,jk}∈C(n,k),则σ=τ表示i1=j1,i2=j2,...,ik=jk。
性质:
①行列式A中某行(或列)用同一数k乘,其结果等于kA。
②行列式A等于其转置行列式AT(AT的第i行为A的第i列)。
③若n阶行列式|αij|中某行(或列);行列式则|αij|是两个行列式的和,这两个行列式的第i行(或列),一个是b1,b2,…,bn;另一个是с1,с2,…,сn;其余各行(或列)上的元与|αij|的完全一样。
④行列式A中两行(或列)互换,其结果等于-A。 ⑤把行列式A的某行(或列)中各元同乘一数后加到另一行(或列)中各对应元上,结果仍然是A。
如何求行列式的值?
求行列式的值的方法:
1、计算结果=(a11*a22*a33+a12*a23*a31+a13*a32*a21)-(a13*a22*a31+a12*a21*a33+a11*a32*a23)。简单点说就是右斜的乘积之和减去左斜乘积之和其结果就是我们要求的结果。
2、接下来给大家直接举一个具体的实例。如图所示要去求平面DBC1的法向量。下面图1是平面上的两个向量。那么列出行列式,第一行表示为i,j,k,分别代表x,y,z轴上的一个单位向量。第二行是DB向量的x,y,z的数据,第三行就是DC1向量算出来之后,再把i,j,k去掉(单位向量长度为1)。