行列式 一 基本定義性質及高斯消元求解行列式

2022-04-29 20:54:12 字數 2250 閱讀 4577

目錄性質

高斯消元求解

\[d =

\left| \begin

a_ & a_ & a_ \\

a_ & a_ & a_ \\

a_ & a_ & a_ \\

\end \right|\]

上圖是乙個三階行列式,行列式是形如上圖的乙個東西,簡記為: \(det(a_)\), 其中\(a_\)是行列式的第\(ij\)元。

乙個n階行列式的值為:

\[\sum (-1)^t a_ a_ ... a_

\]其中\(t\)是\(1\)~\(n\)的排列\(p_1, p_2, p_3...,p_n\)的逆序對個數。

三角形行列式

滿足如下等式:

\[d =

\left| \begin

a_ &. &. & ... \\

a_ & a_ &. & ... \\

a_ & a_ & a_ & ...\\

. & . & . & .\\

. & . & . & .\\

a_ & a_ & ... & a_

\end \right| = a_a_...a_\]

對角行列式

滿足如下等式:

\[d =

\left| \begin

\lambda_1 & & & &\\

& \lambda_2 & & &\\

& & . & & \\

& & & . & \\

& & & & \lambda_n

\end \right| = \lambda_1 \lambda_2 ... \lambda_n\]

相當於特殊的三角形行列式

前置知識

轉置行列式:

將行列式\(d = det(a_)\)沿從左到右的對角線映象翻轉,得到乙個新的行列式,稱這個新的行列式為它的轉置行列式。即原來的\(a_\)會與\(a_\)交換位置。

性質一

行列式與它的轉置行列式相等

性質二
交換行列式的兩行(列),行列式變號

推論:如果行列式有兩行(列)完全相同,則此行列式等於零

性質三
行列式的某一行(列)中所有元素都乘同一數\(k\),等於用數\(k\)乘行列式

推論:行列式中某一行(列)中所有元素的公因子可以提到行列式記號外面

性質四
行列式中如果有兩行(列)元素成比例,則此行列式等於零。

性質五
若行列式的某一行(列)的元素都是兩數之和,例如第\(i\)行的元素都是兩數之和:

\[d =

\left| \begin

a_ & a_ & ... & a_\\

. & . & & .\\

. & . & & .\\

a_ + a'_ & a_ + a'_ & ... & a_ + a'_\\

. & . & & .\\

. & . & & .\\

a_ & a_ & ... & a_

\end \right|\]

則\(d\)等於下列兩個行列式之和:

\[d =

\left| \begin

a_ & a_ & ... & a_\\

. & . & & .\\

. & . & & .\\

a_ & a_ & ... & a_\\

. & . & & .\\

. & . & & .\\

a_ & a_ & ... & a_

\end \right| +

\left| \begin

a_ & a_ & ... & a_\\

. & . & & .\\

. & . & & .\\

a'_ & a'_ & ... & a'_\\

. & . & & .\\

. & . & & .\\

a_ & a_ & ... & a_

\end \right|

\]性質六

把行列式的某一行(列)的各元素同乘同乙個數然後加到另一行(列)對應的元素上去,行列式不變。

由性質六和對角線行列式的計算方式可得,如果我們把行列式當做乙個\(n\)元一次方程組,然後解出對角矩陣,再將對角線上的元素相乘,即可得到行列式的值。

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