线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式

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前言

本笔记记录自B站《线性代数》高清教学视频 “惊叹号”系列 宋浩老师第一课


一、二阶行列式

1. 二阶行列式的定义

有2行2列,4个元素
∣ a 11 a 12 a 21 a 22 ∣ \begin{vmatrix} a_{11} & a_{12}\\ a_{21} & a_{22} \end{vmatrix} a11a21a12a22
a i j a_{ij} aij: i是行标,j是列标

2.二阶行列式的计算

∣ a 11 a 12 a 21 a 22 ∣ = a 11 a 22 − a 12 a 21 \begin{vmatrix} a_{11} & a_{12}\\ a_{21} & a_{22} \end{vmatrix}=a_{11}a_{22}-a_{12}a_{21} a11a21a12a22 =a11a22a12a21
线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式

二、三阶行列式

1.三阶行列式的定义

有3行3列,9个元素
∣ a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 ∣ \begin{vmatrix} a_{11} & a_{12} & a_{13}\\ a_{21} & a_{22} & a_{23}\\ a_{31} & a_{32} & a_{33}\\ \end{vmatrix} a11a21a31a12a22a32a13a23a33

2.三阶行列式的计算

三阶行列式比二阶行列式计算要麻烦点
1.先画主对角线:
a 11 a 22 a 33 a_{11}a_{22}a_{33} a11a22a33
线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式
2.再画连接 a 23 a 12 a 31 a_{23}a_{12}a_{31} a23a12a31的线,把连起来的结果和上一个连接起来的结果相加:
a 11 a 22 a 33 + a 23 a 12 a 31 a_{11}a_{22}a_{33}+a_{23}a_{12}a_{31} a11a22a33+a23a12a31
线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式
3.再画连接 a 21 a 32 a 13 a_{21}a_{32}a_{13} a21a32a13的线,把连起来的结果和上一个连接起来的结果相加:
a 11 a 22 a 33 + a 23 a 12 a 31 + a 21 a 32 a 13 a_{11}a_{22}a_{33}+a_{23}a_{12}a_{31}+a_{21}a_{32}a_{13} a11a22a33+a23a12a31+a21a32a13
线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式
4.接下来画次对角线,连接 a 13 a 22 a 31 a_{13}a_{22}a_{31} a13a22a31,这时要用减法
a 11 a 22 a 33 + a 23 a 12 a 31 + a 21 a 32 a 13 − a 13 a 22 a 31 a_{11}a_{22}a_{33}+a_{23}a_{12}a_{31}+a_{21}a_{32}a_{13}-a_{13}a_{22}a_{31} a11a22a33+a23a12a31+a21a32a13a13a22a31
线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式
5.再画线连接 a 21 a 12 a 33 a_{21}a_{12}a_{33} a21a12a33,继续减法
a 11 a 22 a 33 + a 23 a 12 a 31 + a 21 a 32 a 13 − a 13 a 22 a 31 − a 21 a 12 a 33 a_{11}a_{22}a_{33}+a_{23}a_{12}a_{31}+a_{21}a_{32}a_{13}-a_{13}a_{22}a_{31}-a_{21}a_{12}a_{33} a11a22a33+a23a12a31+a21a32a13a13a22a31a21a12a33
线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式
6.最后画线连接 a 23 a 32 a 11 a_{23}a_{32}a_{11} a23a32a11,继续减法
a 11 a 22 a 33 + a 23 a 12 a 31 + a 21 a 32 a 13 − a 13 a 22 a 31 − a 21 a 12 a 33 − a 23 a 32 a 11 a_{11}a_{22}a_{33}+a_{23}a_{12}a_{31}+a_{21}a_{32}a_{13}-a_{13}a_{22}a_{31}-a_{21}a_{12}a_{33}-a_{23}a_{32}a_{11} a11a22a33+a23a12a31+a21a32a13a13a22a31a21a12a33a23a32a11
线性代数笔记1-二阶行列式和三阶行列式
展开后是:3正3负,一共是6项
以上就是对角线展开法,在画线的时候一定要注意每项都是3个数,如果不是3个数就是画错了。1

三、排列与逆序

1.排列

定义1:

由1,2,…,n组成的一个有序数组就叫n级排列
如,三级排列:
1,2,3 1,3,2 2,1,3 2,3,1 3,1,2 3,2,1
问:3145是不是一个5级排列
答:不是,因为缺少2,
定义中的…即代表中间不能缺数

定义2:

n级排列一共有n的阶乘种:
= n × ( n − 1 ) . . . 3 × 2 × 1 = n ! =n\times(n-1)...3\times2\times1=n! =n×(n1)...3×2×1=n!

2.逆序

定义:

大的数排在小的数前面,就构成一个逆序

逆序数

逆序的总数叫逆序数,我们用大写N加括号来代表逆序数:
N(4213)=
4的逆序:2,1,3.
2的逆序:1.
1的逆序:0.
N(4213)=3+1+0=4

偶排列和奇排列

一个数的逆序数为偶数即为偶排列
一个数的逆序数为奇数即为奇排列

标准排列(自然排列)

N(1,2,3…n)=0

N(n,(n-1)…3,2,1)的逆序数有几个

我们求一个排列的逆序数就是从左边第一个开始往右数小于他的数:
( n − 1 ) + ( n − 2 ) + . . . 3 + 2 + 1 = n × ( n − 1 ) 2 (n-1)+(n-2)+...3+2+1=\frac{n\times(n-1)}{2} (n1)+(n2)+...3+2+1=2n×(n1)

对换

把已知一个排列里两个数的顺序交换一下叫对换。
一个排列对换奇数次,会改变奇偶性,对换偶数次奇偶性不变。

在所有的n级排列中,奇排列和偶排列个数相等,各占一半,也就是 n ! 2 \frac{n!}{2} 2n!


总结

以上就是二阶行列式,三阶行列式,以及为了后面讲n阶行列式做铺垫所讲的排列和逆序


  1. 老师说:计算三阶行列式,画线法在考试的时候应该说是比较少应用的。因为需要计算的数比较多,除非是行列式里很多元素是0的情况下。否则我们一般都用其他的性质和计算技巧来算。(应该是为了避免不必要的计算错误) ↩︎文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-408656.html

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