線性代數------行列式的性質


這一篇我們來介紹下行列式的性質:

首先,我們了解一下行列式的轉置行列式。

事實上,它的定義在上一篇就已經介紹過了,不過沒有點明:

  交換一個行列式的行標和列標所構成的行列式就是該行列式的 轉置行列式

然后關於轉置行列式有:

  任一行列式與其轉置行列式相等。

這一點,也就是我們在上一章中關於行列式的兩種計算方式,已經證明。

另外,交換行列式的兩行(列)會改變該行列式的符號,這一性質在后面的章節中會經常用到。

交換兩行(列)操作用符號表示為:

  ci <-> cjri <-> rj

行列式中有兩項相同的話,那么行列式為0,因為互換兩行會得到D = -D。

另一個常用的性質是:

  將行列式的某行(列)同乘一個數值等同於將行列式乘上該數,記作 ri * k(或 ci * k)。

  同樣,除法作為乘法的逆操作,也同樣適用於該性質,記作 ri / k(或 ci / k)。

 

由上述兩個性質,又能推出:

  若有兩行(列)成比例,那么,行列式也為0。

 

還有一個用於拆分行列式的性質:

  若將行列式中任一行或列拆成兩數之和,如:

  

    | a11 ...... a1k+a1k` ...... an1 |
    | a21 ...... a2k+a2k` ...... an2 | 
D = | a31 ...... a3k+a3k` ...... an3 | 
    |             ......             |
| an1 ...... ank+ank` ...... ann |

  那么它們能夠杯拆成如下兩個行列式:

    | a11 ...... a1k ...... a1n |   | a11 ...... a1k` ...... a1n |   
    | a21 ...... a2k ...... a2n |   | a21 ...... a2k` ...... a2n |
D = | a31 ...... a3k ...... a3n | + | a31 ...... a3k` ...... a3n | | ...... | | ...... |
| an1 ...... ank ...... ann | | an1 ...... a4k` ...... ann |

由這個性質我們可以推出:

  將任意一行(或列)乘上某個數值加到一行(或列)上,行列式不變。

證明是 拆分為2個行列式后,前者構成的矩陣為0。

這一性質可以用於將行列式划為形如下圖的上三角行列式:

  

| a11 a12 a13 a14 a15 |
| 0   a22 a23 a24 a25 |
| 0   0   a33 a34 a35 |
| 0   0   0   a44 a45 |
| 0 0 0 0 a55 |

上三角行列式的特別性質就是其值等於其主對角線各元素的乘積。

 


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