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麻省理工線性代數(shù)學(xué)習(xí)-第16講-行列式公式

 SLAM之路 2022-04-24
行列式是線性代數(shù)中非常有趣的課題之一,過(guò)去是主要研究?jī)?nèi)容,但現(xiàn)在行列式是線性代數(shù)中非常詳盡且完整的一小部分。本講目的是找出行列式的求解公式,即給定nxn矩陣,然后根據(jù)矩陣元素算出一個(gè)數(shù),就是行列式,而在求解行列式的過(guò)程中,將使用到代數(shù)余子式,下面進(jìn)入本講主要內(nèi)容:
1、行列式的求解公式
在推導(dǎo)的過(guò)程中,主要運(yùn)用到三條簡(jiǎn)單性質(zhì),
性質(zhì)一:?jiǎn)挝痪仃嚨男辛惺街禐?;
性質(zhì)二:如果交換矩陣的行,行列式的值的符號(hào)會(huì)相反;
性質(zhì)三:如果用一個(gè)數(shù)t乘以一行,其他行不變,則行列式值為原行列式值t倍;如果用一行拆分成兩部分,其他行不變,則行列式值為新對(duì)應(yīng)兩個(gè)矩陣行列式之和;
首先從簡(jiǎn)單矩陣開始推導(dǎo)行列式求解公式,假設(shè)一個(gè)矩陣2x2,
那么,如何去解決3階4階甚至任意階矩陣行列式呢?

根據(jù)上面2階行列式推導(dǎo)過(guò)程中,每次分解一行,其他行保持不變,因此會(huì)分解出n的n次方個(gè)矩陣,但其中有很多是0,例如3x3矩陣,不為0的矩陣顯然各行各列均有元素,如果沒(méi)有則是一個(gè)奇異矩陣,具體則是,

如何將這種方法推廣得到通用公式?
即每行每列都有一個(gè)元素,共有n!項(xiàng)。各列下標(biāo)均不相同。
2、代數(shù)余子式

代數(shù)余子式的作用是把n階行列式化簡(jiǎn)成n-1階行列式,通過(guò)上面3階行列式,具體介紹代數(shù)余子式,

選定具體的矩陣元素,括號(hào)內(nèi)就是對(duì)應(yīng)的代數(shù)余子式,那a11的代數(shù)余子式對(duì)應(yīng)的就是去除a11所在行和列以后的行列式,因此將三階行列式降到2階行列式;即選定元素后,剩余的因子從剩余的n-1行和n-1列中進(jìn)行選擇。而代數(shù)余子式的符號(hào),則是根據(jù)所選擇元素所在行和列數(shù)之和的奇偶決定。
那么對(duì)于矩陣A,沿第一行進(jìn)行展開(其他行同理),


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