一篇文章学会《线性代数行列式》的所有知识点,真的太简单了!

说到行列式,我们从二阶行列式引入,行列式最初是为了解决线性方程组的问题,后来逐步完善形成新的体系,演变成我们现在的线性代数。

我们在解决二阶行列式时,主要是借助对角线法则进行求解

随后我们就学习了三阶行列式,在三阶行列式中,大家会发现,三阶行列式展开后会有3!项,既一共有6项,其中正项有3项,负项有3项。

那么问题来了,二阶行列式和三阶行列式都可以借助对角线法则进行运算,如果行列式的阶数越来越高时,又该怎么办呢?三阶以上的行列式是否还符合对角线法则运算?

比如四阶行列式,五阶行列式,……n阶行列式等。

我们都知道,在计算二阶行列式和三阶行列式时,会产生正号(+)和负号(-),那么高阶行列式的展开式中,正负号又该怎么确定,此时就出现了我们所说的逆序数来确定展开项符号的变化

当逆序数是偶数(偶排列)时,那么展开式的符号就是正号(+),如果逆序数是奇数(奇排列)时,那么展开式的符号就是负号(-)。

根据大量研究,发现的是三阶以上行列式不符合对角线法则,就是说我们需要重新找方法计算三阶以上的行列式。这时就出现计算三阶以上行列式时,会借助于余子式法或者根据性质将行列式进行变换。

要记住的是,我们在借助余子式法求解行列式时,是按照某行或者某列进行展开的。

定理:n阶行列式D的任意一行(列)的元素与其对应的代数余子式乘积之和等于D;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。

根据上述方法,n阶行列式的求解就迎刃而解啦!此时根据逆序数以及余子式法对n阶行列式展开,那么就有以下情况:

接下来,我们再来看一下有关行列式都有哪些性质。如下所示:

性质一:行列式D与它的转置行列式D'相等,既:D=D'

性质二:互换行列式D的两行或者两列,行列式D变号,既D=-D 。

性质三:行列式D的某一行(列)中的所有元素都乘以同一个数K,等于用数K乘以此行列式。

性质四:行列式中如果有两行(列)元素成比例,那么此行列式等于零。

性质五:若行列式的某一行(列)的元素都是两个元素的和,则此行列式等于两个行列式之和。

性质六:把行列式的某行(列)的各元素乘以常数K后加到另一行(列)的对应元素上去,行列式的值不变。

以上是行列式的一些运算,除了行列式的运算以外,我们还需认识一些经常见到的行列式,例如:上三角行列式,下三角行列式,对角行列式等,一般高阶行列式的计算,都可以借助行列式的性质,将其转换成上三角或者下三角,然后直接得出答案。

如下所示,上三角和下三角行列式图解(主对角线)。

上三角以及下三角行列式(副对角线

以及主对角行列式和次对角行列式

我们认识了这些行列式的性质及概念,再来看一下一个重要的行列式,那就是范德蒙德行列式。

范德蒙德行列式,在线性代数里面是一个非常重要的行列式。我们来看一下具体证明。


根据范德蒙德行列式证明步骤,遇到有关该模式的行列式,都可以采用此方法进行证明。

今天的知识点就讲到这里,评论区留言讨论。

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