铭正文案网-每一句好文案都值得收藏

铭正文案网-每一句好文案都值得收藏

矩阵的行列式

59

矩阵的行列式运算法则主要包括以下内容,综合多个来源整理如下:

一、基本计算方法

二阶矩阵

行列式计算公式为:

$$\det(A) = a_{11}a_{22} - a_{12}a_{21}$$

其中 $a_{ij}$ 表示矩阵第 $i$ 行第 $j$ 列的元素。

三阶矩阵

可通过展开某一行(如第一行)计算:

$$\det(A) = a_{11}C_{11} - a_{12}C_{12} + a_{13}C_{13}$$

其中 $C_{ij}$ 是元素 $a_{ij}$ 的代数余子式。

高阶矩阵

一般通过递归展开(拉普拉斯展开)或化为三角矩阵后计算。若矩阵为 $n$ 阶,可按以下步骤:

- 交换两行(列)变号:$\det(A) = (-1)^n \det(A')$

- 某行(列)乘以常数 $k$ 提出:$\det(kA) = k^n \det(A)$

- 某行(列)加上另一行的 $k$ 倍不变:$\det(A + kB) = \det(A)$

- 若某行(列)全为零或两行(列)成比例,则行列式为零。

二、重要性质

交换行(列)

交换两行(列)后行列式变号:$\det(A) = -\det(A')$。

数乘性质

某行(列)乘以常数 $k$ 可提出:$\det(kA) = k^n \det(A)$。

线性性质

某行(列)加上另一行的 $k$ 倍,行列式不变:$\det(A + kB) = \det(A)$。

零行列式

若某行(列)全为零或两行(列)成比例,则行列式为零:$\det(A) = 0$。

行列式乘积性质

两个矩阵乘积的行列式等于各自行列式的乘积:$\det(AB) = \det(A) \cdot \det(B)$。

三、特殊方法

三角化

通过初等行变换将矩阵化为上三角或下三角矩阵,行列式等于对角线元素乘积:

$$\det(A) = \prod_{i=1}^n a_{ii} \quad (\text{上三角矩阵})$$。

克拉默法则

用于解线性方程组,若系数行列式 $D \neq 0$,则方程组有唯一解,解的表达式可通过替换系数行列式得到。

四、注意事项

行列式是标量,计算结果是一个数。

若矩阵不可逆(即行列式为零),则逆矩阵不存在。

以上方法可根据具体问题灵活选择,低阶矩阵推荐直接展开,高阶矩阵建议结合化简与三角化技巧。