二阶三阶行列式
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二阶三阶行列式计算方法行列式是线性代数中的一个重要概念,它是一个数学工具,用于描述矩阵的性质和变换。
在实际应用中,行列式经常用于求解线性方程组、计算矩阵的逆、判断矩阵是否可逆等问题。
本文将介绍二阶三阶行列式的计算方法。
二阶行列式二阶行列式是一个2×2的矩阵,它的计算方法如下:$$\begin{vmatrix}a_{11} & a_{12} \\a_{21} & a_{22}\end{vmatrix} = a_{11}a_{22} - a_{12}a_{21}$$其中,$a_{11}$、$a_{12}$、$a_{21}$、$a_{22}$是矩阵中的元素。
例如,对于矩阵$\begin{bmatrix}1 & 2 \\ 3 & 4\end{bmatrix}$,它的二阶行列式为:$$\begin{vmatrix}1 &2 \\3 & 4\end{vmatrix} = 1\times4 - 2\times3 = -2$$三阶行列式三阶行列式是一个3×3的矩阵,它的计算方法如下:$$\begin{vmatrix}a_{11} & a_{12} & a_{13} \\a_{21} & a_{22} & a_{23} \\a_{31} & a_{32} & a_{33}\end{vmatrix} = a_{11}a_{22}a_{33} + a_{12}a_{23}a_{31} + a_{13}a_{21}a_{32} - a_{13}a_{22}a_{31} - a_{11}a_{23}a_{32} - a_{12}a_{21}a_{33}$$其中,$a_{11}$、$a_{12}$、$a_{13}$、$a_{21}$、$a_{22}$、$a_{23}$、$a_{31}$、$a_{32}$、$a_{33}$是矩阵中的元素。
矩阵论基础1.1⼆阶和三阶⾏列式第⼀节⼆阶和三阶⾏列式在介绍⾏列式概念之前,我们先构造⼀个数学玩具:把4个数放在⼀个正⽅形的四个⾓上,在加上两条竖线,即,规定这个玩具对应于⼀个结果:两个对⾓线上的数的乘积之差。
即例如所在⽅向的对⾓线称为主对⾓线,所在⽅向的对⾓线称为副对⾓线。
定义1 4个数称为⼀个⼆阶⾏列式;所在的⾏称为第⼀⾏,记为(r来源于英⽂row),所在的列称为第⼆列,记为(c来源于英⽂column),因其共有两⾏两列,所以称为⼆阶⾏列式,是第⼆⾏第⼀列的元素。
⼀般地⽤表⽰第i⾏第j列的元素,i是⾏标,j是列标。
可叙述为:⼆阶⾏列式的对应值等于主对⾓线上两元素之积减去的副对⾓线上⼆元素之积所得的差, 这⼀计算法则称为对⾓线法则.此玩具的⽤途在于:求解⽅程组⽤消元法,先消去所在的项,⽅程(2)´a11,⽅程(1)´a21得(3)-(4),得再消去所在的项,⽅程(2)´a12,⽅程(1)´a22得(5)-(6),得我们发现其规律为:若记是⽅程组的系数⾏列式,则是⽤常数项替代D中的第⼀列所得的⾏列式;是⽤常数项替代D中的第⼆列所得的⾏列式。
若D≠0,⽅程组的恰好是:,此规律被称为Cramer定理。
例1 求解⼆元线性⽅程组解:,,,因此 , .同理类推,⽤对⾓线法则可以定义3阶⾏列式如下:其中来⾃三条主对⾓线上三个元素的乘积,前⾯加正号;来⾃三条副对⾓线上三个元素的乘积,前⾯加负号。
例2 计算3阶⾏列式解:D=1×2×2+3×1×1+3×1×(-1)-1×2×3-(-1)×1×1-2×1×3=-7D1=6×2×2+4×1×1+11×1×(-1)-1×2×11-(-1)×1×6-2×1×4=-7D2=1×4×2+3×11×1+3×6×(-1)-1×4×3-(-1)×11×1-2×6×3=-14D3=1×2×11+3×1×6+3×1×4-6×2×3-4×1×1-11×1×3=--21实际上,D,D1,D2,D3来⾃线性⽅程组。
二阶与三阶行列式分析二阶行列式分析:二阶行列式是由两行两列元素组成的方阵。
例如,一个二阶行列式可以表示为:abcd其中a、b、c、d是实数。
二阶行列式的计算方法是将对角线上的元素相乘,然后减去另一条对角线上的元素相乘。
根据这个定义,二阶行列式的值可以表示为:abc d , = ad - bc其中ad表示a和d的乘积,bc表示b和c的乘积。
三阶行列式分析:三阶行列式是由三行三列元素组成的方阵。
例如,一个三阶行列式可以表示为:abcdefghi其中a、b、c、d、e、f、g、h、i是实数。
三阶行列式的计算方法可以通过展开定理来计算。
展开定理指出,三阶行列式可以按照第一行或第一列展开为两个二阶行列式的乘积。
根据展开定理,三阶行列式的值可以表示为:abcdefg h i , = aei + bfg + cdh - ceg - bdi - afh其中aei、bfg、cdh分别表示第一行的元素与其对应的代数余子式的乘积,ceg、bdi、afh分别表示第一列的元素与其对应的代数余子式的乘积。
行列式的应用:行列式在线性代数中起着重要的作用,具有广泛的应用。
以下是几个行列式的应用示例:1.解线性方程组:通过求解行列式的值,可以确定线性方程组的解的排列情况和数量。
2.计算面积和体积:通过行列式的计算,可以求得平面上一组向量所围成的面积,或者三维空间中一组向量所围成的体积。
3.判断向量的线性相关性:使用行列式可以判断一组向量是否线性相关,通过计算行列式的值,若行列式为0则表示向量线性相关,否则线性无关。
4.矩阵的逆、行列式的转置:行列式的性质可以用于计算矩阵的逆矩阵和行列式的转置。
总结:二阶行列式可以通过对角线元素的乘积减去反对角线元素的乘积来计算。
三阶行列式可以通过展开定理,将其展开为两个二阶行列式的乘积。
行列式在线性代数中有广泛的应用,包括解线性方程组、计算面积和体积、判断向量的线性相关性等。
行列式的性质可以用于计算矩阵的逆矩阵和行列式的转置。
二阶三阶行列式计算方法二阶三阶行列式是代数学中常见的概念,它们可以用来求解线性方程组的解、计算向量的叉积等。
而计算二阶三阶行列式的方法有很多,但其中比较常用的包括余子式法、拉普拉斯展开法、三角形法等。
余子式法是计算行列式的一种基本方法,它的思路是将行列式中的每个元素替换成它的余子式,再按照一定的规律进行计算。
例如,对于一个二阶行列式,我们可以将其表示为:| a b || c d |则其对应的余子式分别为:M11 = d, M12 = -c, M21 = -b, M22 = a利用这些余子式,我们可以得到二阶行列式的计算公式:| a b | = ad - bc| c d |而对于一个三阶行列式,其余子式的计算方式类似,例如:| a b c || d e f || g h i |其对应的余子式为:M11 = ei - fh, M12 = -(di - fg), M13 = dh - eg,M21 = -(bi - ch), M22 = ai - cg, M23 = -(ah - bg),M31 = bh - ce, M32 = -(af - cd), M33 = ae - bd利用这些余子式,我们可以得到三阶行列式的计算公式:| a b c | | ei - fh -(di - fg) dh - eg || d e f | = | -(bi - ch) ai - cg -(ah - bg) || g h i | | bh - ce -(af - cd) ae - bd | 除了余子式法,拉普拉斯展开法也是计算行列式的常用方法,它的思路是选择行列式中的一行或一列,将其展开成多个二阶行列式的和。
例如,对于一个三阶行列式,我们可以选择第一行进行展开,得到:| a b c | a * | e f | - b * | d f | + c * | d e | | d e f | = | h i | | g i | | g h | | g h i | | b c | | a c | | a b | 这里每个二阶行列式的计算都可以用余子式法进行求解。