【笔记】线性代数(3)

如题所述

行列式:降阶探索与代数余子式的奥秘</


行列式的魅力在于其独特的展开法则。当我们以某个元素为中心,剔除同行同列的元素,留下的这部分被称为该元素的余子式,记为Mij。以M23为例,这个二阶余子式的出现,实际上降低了阶次,揭示了行列式的本质结构。


更深入的是,代数余子式</的引入,是对原始余子式的一种扩展,它在正负号的选择上有所变化,由行角标和列角标共同决定。例如,M23的代数余子式在计算过程中扮演了关键角色。


行列式展开法则</如是说:任何行列式D,等于任一行(或列)的元素与其对应的代数余子式的乘积之和。实践上,选择带有零元素的行进行展开,简化计算。例如,按第二行展开,我们得到D = (-1)^(2+1)M21 + (-1)^(2+2)M22 + 0,这个过程旨在逐步降低阶次以求得D的值。


克拉默法则:解线性方程的神器</


当我们面对线性方程组时,克拉默法则犹如一把钥匙。例如,通过将系数提出,构建行列式矩阵,克拉默法则允许我们计算每个未知数的值。以一个简单的例子为例,通过计算行列式D、D1和D2,我们可以轻松求解方程组的未知数。


克拉默法则还有两个重要结论:若行列式D不为零,方程组有唯一解;而当D为零,可能无解或解不唯一,这源于行列式中元素的重复或比例关系,如2x1+6x2=2与1=1这样的矛盾。


齐次与非齐次线性方程组</


区分齐次与非齐次方程组在于方程组右端的元素是否全为零。如果全为零,可能有零解(所有未知数均为零)或非零解(非所有未知数同时为零)。行列式在此时扮演了关键角色:当系数行列式D不为零,只有零解;而当D为零,则存在非零解,这是由于系数与未知数的组合导致的结果。

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