MML学习笔记(三):线性代数之行列式的性质

海轰Pro

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2021-09-21 18:41

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1.5 行列式的性质

转置行列式

n阶行列式D:

,得到

行列式称为行列式的转置行列式

性质1

内容

行列式与它的转置行列式相等

证明

的转置行列式


再设


又因为  我们知道

所以有:

推出

==(利用)


又因为

所以

证明完成!

性质2

内容

互换行列式的两行(列),行列式变号

证明

设n阶行列式D

交换第i、j行 得

我们设

时,有时,有

简单的说

  • ,也就是不属于交换的那两行,b与a就是完全的对应关系;
  • 时,就是交换的那两行,b与a行之间的就是相反的,列是一样的

对比 发现只交换了行坐标

从1...i...j...n 变成了 1...j...i...n

很明显,和全排列中交换任意两个元素一样,奇偶性会改变 也就是逆序数+1或-1

其实就是在行列式这里就是相当于奇偶性发生一次变化,就是乘了一个-1

所以

证明完成!

性质3

内容

行列式中的某一行(列)中的所有元素都乘以同一数k,等于用数k乘此行列式

证明

设行列式

假设第i行所有元素同时乘以k,有


化简

证明完成!同理,列的情形也是一样的

性质4

内容

行列式中如果有两行(列)元素成比列,则此行列式等于0

证明

设行列式


其中第i行元素与第j行元素成比例,也就是


因为


所以

如果此时对换第i行与第j行

行列式依然不会发生变化

因为对换后,D还是原来的值

(对换后 其实和原来一样)

「但是因为任意两行互换后,一定会发生变号,变为-D」

综上,有

得到

证明完成!

性质5

内容

若行列式中的某一行(列)的元素都是两数之和,例如第i列的元素都是两数之和

证明

证明完成!

性质6

内容

把行列式的某一行(列)的各元素乘以同一个数然后再加到另一行(列)对应的元素上去,行列式不变

证明

设行列式


对第j行乘以k,再加到第i行,得到

由性质5得

由性质4得

所以

证明完成!

结语

说明:

  • 参考于 课本《线性代数》第五版 同济大学数学系编
  • 配合书中概念讲解 结合了自己的一些理解及思考

文章仅作为学习笔记,记录从0到1的一个过程

希望对您有所帮助,如有错误欢迎小伙伴指正~

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