从此课开始,就进入了这门课的第二部分。迄今为止,已经学习了很多关于长方矩阵的知识,现在,把注意力转向方阵,探讨两个大的话题:行列式和特征值,需要行列式的重要原因是求特征值。
行列式是跟每个方阵都有关的数,每个方阵都有与其相关的行列式,一般记为 det A,或者写作
|A|。
行列式最早是应用在用来判断方程组是否有解,在矩阵被发明后,行列式就拥有了更多的性质和应用。行列式是一个神奇的数,一个数很难告诉你整个矩阵是什么样子的,但行列式把矩阵的尽可能多的信息就包含在其中了。
就比如,**矩阵可逆等价于行列式非零,行列式为零时矩阵是奇异的。**从另外一个角度来理解,行列式从某种程度上代表了这个矩阵的特征,这是学习特征分解的前置概念。
三个行列式基础性质
定义行列式的性质
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性质1:对于单位矩阵I,有det I = 1。
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性质2:交换行,行列式的值的符号会相反。
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性质3:非常关键,将其分为3.a、3.b:
(3.a)行列式按行提取出矩阵中的系数
(3.b)行列式是一个线性函数,但这个线性单独反映在每一行上,也即:
推到出的性质
- 性质4:如果两行相等,那么行列式等于0.
- 性质5:从 行中减去第 行的 倍,行列式不变
- 性质6:如果方阵的某一行全为 ,那么其行列式值也为
- 性质7:上三角矩阵对应的行列式的值等于其对角线上元素的乘积
- 性质8:当且仅当A是奇异矩阵时, det A = 0;当且仅当A不可逆时,det A = 0。
- 性质9:det AB = (det A)(det B)。
- 性质10:det AT = det A 前面一直在关注行的属性给行列式带来的变化,有了这条性质,行的属性同样适用于列
关于置换补充
任何一种置换都可区分奇偶。
对于一个矩阵,我通过 7次换行得到一种置换,那么同样可以通过21 或 23次换行得到甚至是 101次
的,不管具体是多少但这个置换一定是奇数次的而不会是偶数次的。
对于一个给定的矩阵,如果该矩阵是可逆的,那么该矩阵 7次行交换的结果,绝对不会与 10次行交换
的结果相同。这种置换的奇偶区分意味着行列式性质二是严谨且正确的,同时意味着行列式可以被严格
定义。