行列式的定义和计算

如果一组数用行和列形式列出来我们称之为矩阵。

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(1)

上面就是两行三列的矩阵。矩阵有很多应用,在线性代数中有具体的描述。

代数方程可以用矩阵的形式表示。下列是三元一次方程组:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(2)

若把它写成矩阵的形式即把系数放在矩阵中:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(3)

为了确定与此类矩阵相关的解的唯一性,需要求出行列式的值。 它在工程、经济、科学等领域有着广泛的应用。 这里我们将学习3阶以下的行列式基本知识。

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(4)

定义:每个n阶的方阵A,都可以关联一个叫做方阵A阶行列式的。

1阶行列式(1×1)

虑一个矩阵a = [a],那么这个矩阵的行列式等于a。

二阶行列式(2×2)

如果矩阵的阶是2,那么行列式定义为矩阵A,其中A是 如果矩阵的阶是2,那么行列式定义为矩阵A,其中A是

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(5)

类似地,我们可以求出3×3阶的行列式 。

三阶行列式(3×3)

假设给定一个3阶矩阵A:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(6)

那么给出3×3矩阵的行列式的计算为:

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

其特点是主对角线的为正,副对角线的为负号。

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(7)

行列式的特性

现在让我们看一下行列式的基本性质:

性质1-行列式的行和列互换时,行列式的值保持不变。

性质2-如果行列式的任意两行(或两列)互换,则行列式的符号改变。

性质3-如果行列式的任意两行或两列相等或相同,则行列式的值为0。

性质4-如果一行或一列的每个元素都乘以一个常数k,那么原来得到的行列式的值就乘以k。

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(8)

利用行列式求三角形面积

我们已经知道,顶点为(x1, y1) (x2, y2)和(x3, y3)的三角形的面积是;

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

请参见如何利用顶点求三角形面积。

现在,我们可以把上面的表达式写成行列式的形式;

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(9)

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(10)

利用行列式解二元一次方程组

已知方程组:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(11)

它用矩阵表达为AX=B,其系数的行列式为A:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(12)

我们知道用消元法可得:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(13)

将上述的结果用行列式表达为:

行列式的深度理解(行列式的基本概念)(14)

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