第一節 二階、三階行列式
一、二階行列式
一般的二元線性方程組形式如
(1-1-1)
其中,x1、x2為未知量,其余均為常數.
用加減消元法解這個方程組,能夠得到解的規范化公式.
方程一兩邊同時乘以a22,方程二兩邊同乘a12,得
方程一減去方程二得
(a11a22-a12a21)x1=b1a22-a12b2
同理可得 ?。?span id="r1jqo4y" class="italic">a11a22-a12a21)x2=a11b2-b1a21
當a11a22-a12a21≠0時,方程組有唯一解:
(1-1-2)
為了便于記憶方程組的解,引進如下記號,令其表示a11a22-a12a21,即
,稱此記號為二階行列式.
其中a11、a12、a21、a22稱為這個二階行列式的元素,橫排為行,豎排為列.二階行列式有兩行、兩列.元素aij中的i是行標,表示該元素位于第i行.j是列標,表示該元素在第j列.如a21位于第二行、第一列.二階行列式左上角到右下角的對角線稱為主對角線,右上角到左下角的對角線稱為次對角線.
計算二階行列式用對角線法則:主對角線上元素的乘積減去次對角線上元素的乘積.
這種計算也叫做行列式的展開.
根據定義,式(1-1-2)中的分子、分母可以分別記為:
因此可以把二元線性方程組的解式(1-1-2)記為
(1-1-3)
其中,D稱為該方程組的系數行列式,這里D≠0.
【例1-1-1】 解二元線性方程組
解:,所以方程組有唯一解.
于是方程組的解為:
二、三階行列式
對于三元線性方程組
(1-1-4)
解的一般形式更為復雜,因此需要引進類似的記號加以簡化.
用來表示代數和
a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32-a13a22a31-a12a21a33-a11a23a32
稱
aij(i,j=1,2,3)為三階行列式的元素;aij為第i行第j列上的元素.
三階行列式為六項的代數和,每一項為取自不同行、不同列的三個元素的乘積.
三階行列式的計算(展開)用對角線法則
=a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32-a13a22a31-a12a21a33-a11a23a32
對角線法則只適用于二、三階行列式的計算.
對于三元線性方程組(1-1-4),當系數行列式時,如果記
則方程組有唯一解
(1-1-5)
【例1-1-2】 計算三階行列式
解:根據對角線法則,有
D=1×0×6+2×5×(-1)+3×4×0-3×0×(-1)-1×5×0-2×4×6
=-10-48=-58
【例1-1-3】 a,b滿足什么條件時有?
【例1-1-4】 解三元線性方程組
因此,方程組有唯一解