行列式的性质PPT
行列式是一种用于表达线性代数中矩阵属性的工具,其性质包括以下几个方面: 行列式的值与合同矩阵的合同变换有关设 A 和 B 是两个 m×n 的矩阵,如果存在...
行列式是一种用于表达线性代数中矩阵属性的工具,其性质包括以下几个方面: 行列式的值与合同矩阵的合同变换有关设 A 和 B 是两个 m×n 的矩阵,如果存在一个可逆矩阵 P,使得$P^{-1}AP=B$那么,我们有$det(A)=det(B)$事实上,这个性质可以由行列式的定义得出。如果我们用 P 来对 A 进行一系列行和列的置换,则 A 将变为 B。由于行列式的定义是唯一的,所以 $det(A)$ 和 $det(B)$ 必须相等。 行列式的值与矩阵的特殊化有关设 $A=(a_{ij})$ 是一个 m×n 的矩阵,如果我们对 A 进行一系列行和列的置换,得到一个新的矩阵 B=(b_{ij}),那么我们就有 $det(A)=(-1)^pb_1 b_2 \ldots b_n$ ,其中 p 是对 B 中的 (1,2, \ ...,n) 置换的反序,即对每一个 (i<j),我们将 $b_j$ 放在 $b_i$ 的位置上。同样,对于 p 的每个值,都有一组置换,可以用来将 B 中的所有元素放置在标准顺序中。因此,我们有 $det(A)=(-1)^pdet(B)$。 行列式的性质可以得出拉普拉斯定理和梅森恒等式拉普拉斯定理和梅森恒等式是线性代数中非常重要的两个定理。它们可以用来计算行列式的值。设 A 是一个 m×n 的矩阵,那么拉普拉斯定理可以表示为:$det(A)=a_{11} det(M_1) - a_{12} det(M_2) + \ldots + (-1)^{i}a_{1,i-1} det(M_{i-1}) + (-1)^i a_{1,i+1} det(M_{i+1}) + \ldots + (-1)^{n}a_{1n} det(M_n)$其中 $M_i$ 是 A 中由第一行和第 i 行的元素组成的 (m-1)×n 的子矩阵。这个定理通常可以用来计算行列式的值。同样,梅森恒等式可以表示为:$det(A)=(a_{11})^{m-1} det(M_1) - a_{12} (a_{22})^{m-2} det(M_2) + \ldots + (-1)^{i}a_{ii} (a_{ii})^{m-i-1} det(M_i) + \ldots + (-1)^{m-1}a_{mm-1} det(M_{m-1})$其中 $M_i$ 是 A 中由第 i 行的元素组成的 (m-1)×(m-1) 的子矩阵。这个恒等式通常可以用来证明其他恒等式。例如,我们可以利用拉普拉斯定理来证明 Cramer's rule 解线性方程组的公式。此外,这些恒等式也可以用于简化其他行列式的计算公式。例如,我们可以利用这些恒等式来简化高阶矩阵的行列式的计算公式。 行列式的性质可以得出高斯消元法的正确性高斯消元法是一种解线性方程组的有效方法。如果我们用初等行变换将增广矩阵变成行阶梯形式,那么我们就可以得到一个由解向量组成的下三角矩阵。如果我们再用初等行变换将这个下三角矩阵变成标准形式,那么我们就可以得到所有的解向量。这些变换不会改变解向量的值,因此我们可以使用行列式的性质来证明高斯消元法的正确性。例如,我们可以使用拉普拉斯定理来计算增广矩阵的行列式,并使用这些行列式的值来判断哪些行是线性无关的。如果我们将增广矩阵的某一行与另一个行进行比较,那么我们可以看到它们的对应元素不同时为零。因此,我们可以使用拉普拉斯定理来计算增广矩阵的行列式,并使用这些行列式的值来判断哪些行是线性无关的。同样,我们也可以使用梅森恒等式来计算增广矩阵的行列式,并使用这些行列式的值来判断哪些行是线性无关的。这些性质可以用来证明高斯消元法的正确性。