线性代数之行列式
???矩陣的行列式,determinate(簡稱det),是基于矩陣所包含的行列數據計算得到的一個標量。是為求解線性方程組而引入的。
1 行列式的定義
1.1?二階行列式
????對于二階線性方程組
????若b1b2都為0,則稱齊次線性方程組,否則則稱非齊次線性方程組
????當如下情況時:
????用消元法解得:
????然后簡化成如下公式:
????則解上面的二元線性方程組可得:
????對于二階和三階行列式可用對角線法則。
1.2?N階行列式
????從n個不同元素中任取m(m≤n)個元素,按照一定的順序排列起來,叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個排列。當m=n時所有的排列情況叫全排列。n階排列共有n!個。
????如1,2,3三個元素的全排列共6種,如下:
1,2,31,3,22,1,32,3,13,1,23,2,1????在一個排列中,如果一個較大的數排在了較小的數前面,就稱這兩個數構成一個逆序。一個排列逆序的總數稱為該排列的逆序數。
? ? 用f(j1j2...jn)表示排列j1j2...jn的逆序數,例如f(31542)=5
3?之前有0個數比它大1?之前有1個數比它大5?之前有0個數比它大4?之前有1個數比它大2?之前有3個數比它大0+1+0+1+3=5????通過對二階三階行列式分析,可得二階三階和n階的公式,如下:
????如下的例子計算:
2?行列式的性質
????用定義計算行列式的值是很困難的,一般都利用行列式的性質簡化行列式為上(下)三角形行列式后再計算。
????規定如下行列式變換符號:
-
行列式i行(列)與j行(列)交換,記為ri?rj(ci?cj)
-
行列式的第i行(列)乘以常數c,記為cri(cci)
-
行列式的第j行(列)的k倍加到第i行(列),記為ri+krj(ci+kcj)
????性質1:行列式行列互換,其值不變
????性質2:把行列式的任一行(列)所有元素乘以一個數k,等于用數k乘以這個行列式
????性質3:如果行列式的某一行(列)的每個元素都為0,則改行列式值為0
????性質4:如果行列式的某一行(列)的每個元素都是兩個元素的和,則等于兩個行列式的和
????性質5:交換一個行列式的某兩行(列),行列式的值異號
????性質6:交換一個行列式的有兩行(列)完全相同或成比例,則該行列式的值為零
????性質7:把行列式的某一行(列)的倍數加到另一行(列)上,行列式的值不變
下圖是一個簡化例子:
3?代數余子式
????在n階行列式D中,劃去元素aij所在的行與列,剩下的元素按原來的順序構成n-1階行列式,稱為元素aij的余子式,為Mij。有記Aij=(-1)^(i+j)Mij,Aij稱為元素aij的代數余子式。
????代數余子式主要是用來將高階行列式化為低階行列式。
????如下圖的代數余子式:
????性質1:如第i行除了aij不為0其他都為0,則行列式的值如下:
????性質2:n階行列式D等于它的任意一行(列)的各元素與其對應的代數余子式乘積之和,如下:
????性質3:n階行列式D某一行(列)的各元素與另一行(列)對應的元素的代數余子式乘積之和等于0,如下:
總結
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