好的,以下是关于 线性代数中“行列式的性质” 的详细整理,适用于学习笔记、教学讲义或考研复习资料。
🧮 【线性代数】行列式的性质总结
📌 一、前提知识
- 行列式是一个从矩阵映射到标量的函数,常用符号:
对于矩阵 A,其行列式记为:∣A∣或者det(A) - 仅对方阵定义(n 行 n 列)
✅ 二、基本性质一览
序号 | 性质 | 说明 |
---|---|---|
1️⃣ | 行列式对换行不变 | ( |
2️⃣ | 同一行(列)相加不影响其他行列值 | 不变性(线性性) |
3️⃣ | 两行或两列互换,行列式变号 | ( |
4️⃣ | 某行或某列全为 0,行列式为 0 | 即矩阵秩小于 n 时,行列式为 0 |
5️⃣ | 某行(列)是另一个行(列)的倍数,行列式为 0 | 线性相关性导致行列式为 0 |
6️⃣ | 把一行(列)的倍数加到另一行(列)上,行列式不变 | 初等变换之一 |
7️⃣ | 行(列)全部乘以常数 k,行列式乘以 k | 如果对第 i 行乘以 k,则整体乘以 k |
8️⃣ | 多行(列)同时乘常数 k1,k2,…,kn,则行列式乘以 k1k2…kn | |
9️⃣ | 上三角或下三角矩阵的行列式为对角线元素之积 | 非常重要!快速计算 |
🔟 | 单位矩阵的行列式为 1 | |
1️⃣1️⃣ | 行列式可展开(Laplace 定理) | 可以对任意行或列展开 |
🔁 三、与矩阵运算相关的性质
性质 | 说明 |
---|---|
( | AB |
( | A^{-1} |
( | kA |
( | A^T |
A 不可逆 ⇔ ( | A |
📐 四、性质举例说明
示例 1:交换两行 → 行列式变号
设:A=[1234],∣A∣=1∗4−2∗3=−2
交换两行后:B=[3412],∣B∣=3∗2−4∗1=2
验证:∣B∣=−∣A∣
示例 2:三角矩阵行列式
A=[21003500−4]⇒∣A∣=2∗3∗(−4)=−24
🧠 五、性质的实际用途
应用场景 | 使用性质 |
---|---|
判断矩阵是否可逆 | 若 ( |
快速计算行列式 | 用行列变换化为上三角矩阵 |
简化线性代数计算 | 结合线性性和展开式 |
解线性方程组(克拉默法则) | detA 决定唯一解是否存在 |
📚 六、参考资料
- 《线性代数》第五版 同济大学版
- MIT 线性代数公开课(Prof. Gilbert Strang)
- Khan Academy Linear Algebra Series
- Linear Algebra on Wikipedia
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