行列式(一)- 行列式介紹

矩陣是可逆的,當(dāng)且僅當(dāng)它的行列式非零通铲。

考慮\boldsymbol{A} = \left[ a_i\!_j \right],a_i\!_j \neq 0毕莱。\boldsymbol{A}的第二行和第三行都乘以a_1\!_1,然后再分別減去第一行適當(dāng)?shù)谋稊?shù)颅夺,則\boldsymbol{A}行等價(jià)于下面兩個(gè)矩陣:
\begin{bmatrix} a_1\!_1 & a_1\!_2 & a_1\!_3 \\ a_1\!_1a_2\!_1 & a_1\!_1a_2\!_2 & a_1\!_1a_2\!_3 \\ a_1\!_1a_3\!_1 & a_1\!_1a_3\!_2 & a_1\!_1a_3\!_3 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} a_1\!_1 & a_1\!_2 & a_1\!_3 \\ 0 & a_1\!_1a_2\!_2 - a_1\!_2a_2\!_1 & a_1\!_1a_2\!_3 - a_1\!_3a_2\!_1\\ 0 & a_1\!_1a_3\!_2 - a_1\!_2a_3\!_1& a_1\!_1a_3\!_3 - a_1\!_3a_3\!_1\end{bmatrix}
由于\boldsymbol{A}可逆朋截,故矩陣中(2,2)元素和(3,2)元素不同時(shí)為0.不妨假設(shè)(2,2)元素不等于零(否則,可以做一個(gè)行對(duì)換邊變成這種情形)吧黄。在進(jìn)行行化簡(jiǎn):
\boldsymbol{A}\begin{bmatrix} a_1\!_1 & a_1\!_2 & a_1\!_3 \\ 0 & a_1\!_1a_2\!_2 - a_1\!_2a_2\!_1 & a_1\!_1a_2\!_3 - a_1\!_3a_2\!_1\\ 0 & 0 & a_1\!_1\Delta\end{bmatrix}
其中部服,\Delta=a_1\!_1a_2\!_2a_3\!_3 + a_1\!_2a_2\!_3a_3\!_1 + a_1\!_3a_2\!_1a_3\!_2 - a_1\!_1a_2\!_3a_3\!_2 - a_1\!_2a_2\!_1a_3\!_3 - a_1\!_3a_2\!_2a_3\!_1 \tag{1}
由于\boldsymbol{A}可逆拗慨,故\Delta一定不等于零廓八。我們稱這個(gè)(1)式中的\Delta3 \times 3矩陣\boldsymbol{A}行列式

2 \times 2矩陣\boldsymbol{A}的行列式:det \;\boldsymbol{A}= a_1\!_1a_2\!_2 - a_1\!_2a_2\!_1赵抢。1 \times 1矩陣\boldsymbol{A}的行列式:det \;\boldsymbol{A}=a_1\!_1剧蹂。利用2 \times 2行列式來重寫(1)中的行列式\Delta
\begin{aligned}\Delta &= (a_1\!_1a_2\!_2a_3\!_3 - a_1\!_1a_2\!_3a_3\!_2) - (a_1\!_2a_2\!_1a_3\!_3 - a_1\!_2a_2\!_3a_3\!_1) + (a_1\!_3a_2\!_1a_3\!_2- a_1\!_3a_2\!_2a_3\!_1) \\ &= a_1\!_1 \times det \begin{bmatrix} a_2\!_2 & a_2\!_3 \\ a_3\!_2 & a_3\!_3\end{bmatrix} - a_1\!_2 \times det \begin{bmatrix} a_2\!_1 & a_2\!_3 \\ a_3\!_1 & a_3\!_3\end{bmatrix} + a_1\!_3 \times det \begin{bmatrix} a_2\!_1 & a_2\!_2 \\ a_3\!_1 & a_3\!_3\end{bmatrix}\end{aligned}
為了簡(jiǎn)單烦却,可寫成\Delta=a_1\!_1 \times det \boldsymbol{A_1\!_1} - a_1\!_2 \times det \boldsymbol{A_1\!_2} + a_1\!_3 \times det \boldsymbol{A_1\!_3}宠叼,其中\boldsymbol{A_1\!_1}, \boldsymbol{A_1\!_2}, \boldsymbol{A_1\!_3}\boldsymbol{A}中刪除第一行和三列中之一列而得到。

當(dāng)n \geq 2, n \times n矩陣\boldsymbol{A}=\left[ a_i\!_j \right]行列式是形如\pm a_1\!_j det\;\boldsymbol{A_1\!_j}n個(gè)項(xiàng)的和其爵,其中加號(hào)和減號(hào)交替出現(xiàn)冒冬,元素a_1\!_1,\cdots,a_1\!_n來自于第一行,用符號(hào)表示為:
\begin{aligned} det \;\boldsymbol{A} &= a_1\!_1 \times det \;\boldsymbol{A_1\!_1} - a_1\!_2 \times det \;\boldsymbol{A_1\!_2} + \cdots + (-1)^{1+n}a_1\!_n \times \boldsymbol{A_1\!_n } \\ &=\sum_{j=1}^{n}{(-1)^{1+j}det \;\boldsymbol{A_1\!_j}} \end{aligned}

計(jì)算行列式det \;\boldsymbol{A}摩渺,其中\boldsymbol{A}=\begin{bmatrix}1 & 5 & 0 \\ 2 & 4 & -1 \\ 0 & -2 & 0 \end{bmatrix}
解:
\begin{aligned} \Delta &= 1 \times det \begin{bmatrix}4 & -1 \\ -2 & 0\end{bmatrix} - 5 \times det \begin{bmatrix}2 & -1 \\ 0 & 0\end{bmatrix} + 0 \times det \begin{bmatrix}2 & 4 \\ 0 & -2\end{bmatrix} \\ &= 1(0 - 2) - 5(0-0) + 0(-4-0) = -2\end{aligned}
方陣的行列式的另一個(gè)常用記號(hào)是利用一對(duì)豎線代替括號(hào)窄驹。這樣,上式可寫為:
\Delta = 1 \times det \begin{vmatrix} 4 & -1 \\ -2 & 0\end{vmatrix} - 5 \times det \begin{vmatrix} 2 & -1 \\ 0 & 0\end{vmatrix} + 0 \times det \begin{vmatrix} 2 & 4 \\ 0 & -2\end{vmatrix}=\cdots=-2

給定\boldsymbol{A}=\left[ a_i\!_j \right],\boldsymbol{A}的(i,j)余因子\boldsymbol{C_i\!_j}表示為:\boldsymbol{C_i\!_j}=(-1)^{i+j}detA_i\!_j证逻,則det \;\boldsymbol{A}=a_1\!_1 \times \boldsymbol{C_1\!_1} + \cdots + a_1\!_n \times \boldsymbol{C_1\!_n}乐埠。這個(gè)公式稱為按\boldsymbol{A}第一行的余因子展開式
定理 1 \;n \times n矩陣的\boldsymbol{A}的行列式可按任意行或列的余因子展開式來計(jì)算囚企,按第i行展開的余因子展開式為:det \;\boldsymbol{A} = a_1\!_1\boldsymbol{C_i\!_1} + \cdots + a_1\!_n\boldsymbol{C_1\!_n}丈咐;按第j列的余因子展開式為:det \;\boldsymbol{A} = a_1\!_j\boldsymbol{C_1\!_j} + \cdots + a_n\!_j\boldsymbol{C_n\!_j}。(i,j)余因子中加號(hào)或減號(hào)取決于a_i\!_j在矩陣中的位置龙宏,而于a_i\!_j本身的符號(hào)無關(guān)棵逊。
定理 2 \;\boldsymbol{A}為三角形,則det \boldsymbol{A}等于\boldsymbol{A}的主對(duì)角線上元素的乘積银酗。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末辆影,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市徒像,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌蛙讥,老刑警劉巖锯蛀,帶你破解...
    沈念sama閱讀 217,406評(píng)論 6 503
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異次慢,居然都是意外死亡旁涤,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī),發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 92,732評(píng)論 3 393
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門迫像,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來劈愚,“玉大人,你說我怎么就攤上這事闻妓【穑” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 163,711評(píng)論 0 353
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵由缆,是天一觀的道長(zhǎng)算凿。 經(jīng)常有香客問我,道長(zhǎng)犁功,這世上最難降的妖魔是什么氓轰? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,380評(píng)論 1 293
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮浸卦,結(jié)果婚禮上署鸡,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己限嫌,他們只是感情好靴庆,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 67,432評(píng)論 6 392
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著怒医,像睡著了一般炉抒。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上稚叹,一...
    開封第一講書人閱讀 51,301評(píng)論 1 301
  • 那天焰薄,我揣著相機(jī)與錄音,去河邊找鬼扒袖。 笑死塞茅,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的季率。 我是一名探鬼主播野瘦,決...
    沈念sama閱讀 40,145評(píng)論 3 418
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長(zhǎng)吁一口氣:“原來是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼!你這毒婦竟也來了鞭光?” 一聲冷哼從身側(cè)響起吏廉,我...
    開封第一講書人閱讀 39,008評(píng)論 0 276
  • 序言:老撾萬榮一對(duì)情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎惰许,沒想到半個(gè)月后席覆,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,443評(píng)論 1 314
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡啡省,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 37,649評(píng)論 3 334
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了髓霞。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片卦睹。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,795評(píng)論 1 347
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖方库,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出结序,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤纵潦,帶...
    沈念sama閱讀 35,501評(píng)論 5 345
  • 正文 年R本政府宣布徐鹤,位于F島的核電站,受9級(jí)特大地震影響邀层,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏返敬。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 41,119評(píng)論 3 328
  • 文/蒙蒙 一寥院、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望劲赠。 院中可真熱鬧,春花似錦秸谢、人聲如沸凛澎。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,731評(píng)論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽塑煎。三九已至,卻和暖如春臭蚁,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間最铁,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,865評(píng)論 1 269
  • 我被黑心中介騙來泰國(guó)打工垮兑, 沒想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留炭晒,地道東北人。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 47,899評(píng)論 2 370
  • 正文 我出身青樓甥角,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像网严,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子嗤无,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 44,724評(píng)論 2 354

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容