李宏毅线性代数笔记3:行列式det
?1 N元排列
1.1 順序和逆序
一個排列中:小的在前,大的在后——這一對數組成一個順序;
反之則為逆序
1.2 逆序數
一個排列中逆序的個數,稱之為數
1.3 奇排列與偶排列
逆序數為奇數的排列——奇排列
逆序數為奇數的排列——偶排列
1.4 對換和對換的性質
對換:將排列中的兩個數對換位置
性質1:對換改變排列的奇偶性
性質2:任意n元排列和排列12345…n可以經過一系列對換互相轉化,而且所作對換的次數和這個n元排列有著相同的奇偶性
2 N階行列式
2.1 N階行列式的完全展開式
三階行列式:從左上到右下的乘積之和,減去另一個方向的乘積之
n階行列式
?
是n!項的代數和,其中每一項都是位于不同列不同行的n個元素的乘積,把這n個元素按照行指標排成自然序排好位置,當列指標所成排列是偶排列的時候,該項帶正號,否則帶負號,即:
?2.2 N階上三角行列式
行列式的值等于它的主對角線上n個元素的乘積
?
2.3 行列式的性質
性質1:行和列互換,行列式值不變,也就是一個矩陣的行列式和這個矩陣的轉置的行列式值是一樣的(即det()=det(A))
性質2:行列式一行/一列的公因子可以提取出來
?
性質3:兩行互換,行列式反號
性質4:兩行相同(成比例),行列式值為0
????????證明:相同的兩行互換就可以了,那么就是自己=自己的相反數
性質5:把一行的倍數加到另一行上,行列式的值不變
性質6:單位矩陣的行列式為1
?性質7:某一行的公共倍數可以提出來
?性質8:行列式非零<——>矩陣可逆
?性質9:det(AB)=det(A)det(B)
2.4?行列式按照一行/一列展開
2.4.1 余子式和代數余子式
n階行列式中,劃去第i行和第j列,剩下的元素按照原來的次序組成的n-1列行列式稱為(i,j)元的余子式,記作Mij
令Aij=(-1)^(i+j)Mij——代數余子式
2.4.2 代數余子式的性質
n階行列式的值等于它的第i行(列)元素和其代數余子式的乘積之和
n階行列式的第i行元素和第k行(k≠i)相應元素的代數余子式的乘積之和等于0
2.5?行列式按照k行(列)展開
2.5.1 余子式和代數余子式
n階行列式中任意選定k行k列,位于這些行和列(第i1,i2,…..ik行;第j1,j2,j3,…..jk列)的交叉處的k^2個元素按照原來的排法組成k階行列式,這稱為|A|的一個子式
劃去這些行,這些列,剩下的元素組成的n-k階行列式——余子式
(-1)^(i1+i2+……+ik+j1+j2+……+jk) *余子式——代數余子式
2.5.2 拉普拉斯定理
在n階行列式|A|中,取定k行:(i1,i2,……ik),這k行元素形成的所有k階子式和他們自己的代數余子式的乘積之和等于|A|(列一樣)
2.6 求解行列式(舉例)
?3 范德蒙行列式(vandermonde)
4?克萊姆法則
我們令N元線性方程組的系數矩陣為A,增廣矩陣為A‘
A和A'經過變換后,變成階梯矩陣A,A'
n個方程的n元線性方程組,如果他的系數行列式|A|≠0,那么它有唯一解;如果它的系數行列式|A|=0.那么它無解或者有無窮多解
其中Bj為
通過克萊姆法則,我們有如下性質:
n個方程的n元齊次線性方程組只有零解的充要條件式它的系數行列式不為0。
n個方程的n元齊次線性方程組有非零解的充要條件是它的行列式為0
5 行列式的幾何意義:
兩階行列式的絕對值:兩個向量張成的平行四邊形的面積
三階行列式的絕對值:三個向量章程的平行四面體的體積
?
總結
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