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行列式的深度理解

生活 更新时间:2025-01-27 01:20:21

行列式的定義和計算

如果一組數用行和列形式列出來我們稱之為矩陣。

行列式的深度理解(行列式的基本概念)1

上面就是兩行三列的矩陣。矩陣有很多應用,在線性代數中有具體的描述。

代數方程可以用矩陣的形式表示。下列是三元一次方程組:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)2

若把它寫成矩陣的形式即把系數放在矩陣中:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)3

為了确定與此類矩陣相關的解的唯一性,需要求出行列式的值。 它在工程、經濟、科學等領域有着廣泛的應用。 這裡我們将學習3階以下的行列式基本知識。

行列式的深度理解(行列式的基本概念)4

定義:每個n階的方陣A,都可以關聯一個叫做方陣A階行列式的。

1階行列式(1×1)

慮一個矩陣a = [a],那麼這個矩陣的行列式等于a。

二階行列式(2×2)

如果矩陣的階是2,那麼行列式定義為矩陣A,其中A是 如果矩陣的階是2,那麼行列式定義為矩陣A,其中A是

行列式的深度理解(行列式的基本概念)5

類似地,我們可以求出3×3階的行列式 。

三階行列式(3×3)

假設給定一個3階矩陣A:

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那麼給出3×3矩陣的行列式的計算為:

|A| = a11 a22 a33 a12 a23 a31 a13 a21 a32– a11 a23 a32 – a12 a21 a33 – a13 a31 a22

其特點是主對角線的為正,副對角線的為負号。

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行列式的特性

現在讓我們看一下行列式的基本性質:

性質1-行列式的行和列互換時,行列式的值保持不變。

性質2-如果行列式的任意兩行(或兩列)互換,則行列式的符号改變。

性質3-如果行列式的任意兩行或兩列相等或相同,則行列式的值為0。

性質4-如果一行或一列的每個元素都乘以一個常數k,那麼原來得到的行列式的值就乘以k。

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利用行列式求三角形面積

我們已經知道,頂點為(x1, y1) (x2, y2)和(x3, y3)的三角形的面積是;

A = 1/2[x1(y2–y3) x2(y3–y1) x3(y1–y2)]

請參見如何利用頂點求三角形面積。

現在,我們可以把上面的表達式寫成行列式的形式;

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利用行列式解二元一次方程組

已知方程組:

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它用矩陣表達為AX=B,其系數的行列式為A:

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我們知道用消元法可得:

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将上述的結果用行列式表達為:

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