线代(一):行列式

如题所述

第1个回答  2022-07-14

一般来说,我们解二元方程组采用的都是消元法,简单来说,就是先想办法消除一个未知数,然后求解出另一未知数,最后在反过来求剩下的未知数。

求得方程组解为:

我们先把方程组未知数对应的4个系数摘下来,如下排列:


表达式 称为 二阶行列式 ,并记作:

二阶行列式可以用对角线法则来记忆: 的线称为主对角线, 的线则是副对角线。于是,二阶行列式就是主对角线元素之积减去副对角线元素之积得到的差。

接下来,我们可以这样来求解二元线性方程组:
先求系数确定的二阶行列式: D=
然后,可以直接求得方程组两解:

当然,有二阶自然有三阶,通常用的都是二阶行列式或三阶行列式,更高维的则较少使用。

这里,对角线法则相对复杂,如图

线代书原话是这么解释:

何为全排列?也称为排列,就是把n个不同元素排成一列。对于n个元素,我们可以规定一个标准次序(一般是从小到大)。

对任意一个排列次数,如果某一对元素的先后次序与标准次序不同时,则构成1个 逆序 ,那么,一个排列中所有逆序的总和称为此排列的 逆序数
奇排列:逆序数为奇数的排列
偶排列:逆序数为偶数的排列
线代书例题如图所示:

将任意两个元素对调,其余元素不动,这种作出新排列的操作叫对换。
将相邻元素对调的,称为 相邻对换

学了逆序数这个概念,我们再来看看三阶行列式的求法。
=
这里的t代表的是 这个排列的逆序数,所以正负号的选择与逆序数的奇偶有关。

推广到n阶行列式:有 个数,排成n行n列
= =det( )

上(下)三角形行列式:主对角线以下(上)的元素都为0
对角行列式 :主对角线以上和以下的元素都为0。
= =

转置行列式: =

一般而言,低阶行列式的计算比高阶行列式的计算要简便,所以我们考虑怎样用低阶行列式来表示高阶行列式。先了解何为余子式和代数余子式。假设有下面这个行列式,然后拿走 所在的行和列,得到新的行列式,这个新的行列式称为 的余子式,记作 。

再给余子式加上 ,即代数余子式 =

有这么一个重要定理(行列式按行(列)展开法则): 行列式等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和 ,即

此外,还有一个推论: 行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等于零 ,即

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