n阶行列式的定义

n阶行列式可以通过递归定义,对于一阶行列式其值等于该数本身。对于n阶行列式,通过代数余子式计算,如二阶行列式可以按行或列展开。行列式可以用detA表示,也可写作ΙAΙ, ΙaijΙ或其他形式。" 109496219,9169208,Java上传图片后颜色失真问题解析,"['Java开发', '图像处理', '文件上传']

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一阶方阵 A = (a11) = a11,detA定义为a11
即由一个数组成的一阶方阵和它的行列式就是这个数本身。
假设n–1阶方阵的行列式已有定义,下面递推地给出n阶方阵的行列式定义。
设A=(aij)是数域F上的n阶矩阵。
划去A的元aij所在的第i行、第j列的元
A中剩下的(n–1)2 个元按原来的排列顺序组成的n–1阶矩阵的行列式
称为Aij为元aij的代数余子式,记作Mij

Aij = (-1)i+j Mij
称Aij为元aij的代数余子式(i,j=1,2,…,n)。

例:
二阶矩阵
A = [a11,a12;a21,a22]
第一行元a11和a12的余子式分别为M11=a22,M=a23,代数余子式为
A11 = (–1)1+1 = a22
A12 = (–1)1+2 = –a21
而detA = a11A11 + a12A1

### 关于n行列式定义与计算 #### 一、n行列式定义 n行列式是从一个 \( n \times n \) 的矩阵中提取的一个标量值。它可以通过递归的方式定义,也可以基于全排列及其逆序数来表达。具体来说,对于任意 \( n \times n \) 方阵 \( A = (a_{ij}) \),其对应的n行列式可以写成如下形式: \[ |A| = \sum_{(j_1,j_2,\ldots,j_n)} (-1)^{\tau(j_1,j_2,\ldots,j_n)} a_{1j_1}a_{2j_2}\cdots a_{nj_n} \] 其中,\( (j_1, j_2, \ldots, j_n) \) 是自然数 \( 1, 2, \ldots, n \) 的一种排列,而 \( \tau(j_1, j_2, \ldots, j_n) \) 则代表该排列的逆序数[^3]。 #### 二、n行列式的性质 以下是关于n行列式的一些重要性质: 1. **转置不变性**:如果将矩阵 \( A \) 转置,则其行列式的值保持不变,即 \( |A^T| = |A| \)[^2]。 2. **行交换影响正负号**:当互换两行(或列)时,行列式的值会变号。 3. **比例关系**:若某一行的所有元素都乘以常数k,则整个行列式的值也会被这个常数所放大,即 \( |\text{kR}_i(A)| = k|A| \)。 4. **加法分配律**:如果有两个矩阵仅在某一行不同,其余部分相同,则它们对应行列式的和等于分别取这两行作为原位置所得新矩阵的行列式之和。 5. **零行/列特性**:只要有一整行或者整列为0向量,那么此行列式的值必然是0。 #### 三、n行列式的计算方法 针对较大的n行列式,通常采用降的方法简化计算过程。主要思路是利用拉普拉斯展开定理,选取某一固定行或列逐步消减规模直至达到可以直接处理的小型情况为止。例如,在实际操作过程中可以选择第一行为基准点进行拆分: \[ |A| = \sum^n_{j=1}(-1)^{1+j}a_{1j}|M_{1j}| \] 这里 \( M_{1j} \) 表示去掉第1行和第j列之后剩下的子矩阵形成的(n-1)主子式[^1]。 ```python import numpy as np def determinant(matrix): """Calculate the determinant of an nxn matrix using recursion.""" size = len(matrix) if size == 1: return matrix[0][0] elif size == 2: return matrix[0][0]*matrix[1][1]-matrix[0][1]*matrix[1][0] else: det = 0 for col in range(size): sub_matrix = [row[:col]+row[col+1:] for row in matrix[1:]] sign = (-1)**col cofactor = matrix[0][col] * determinant(sub_matrix) det += sign*cofactor return det example_matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]] print(determinant(example_matrix)) # Output should be zero since rows are linearly dependent. ```
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