[线性代数] 1.3 n阶行列式

先研究三阶行列式:

 容易看出:

1) (6)式的每一项都恰好是三个元素的乘积,这三个元素位于不同行、不同列。

因此任一项除正负号外都可以写成a_{1p_1}a_{2p_2}a_{3p_3}.

这里每一项的第一个下标(行标)排成标准次序123。

即:

而每一项的第二个下标(列标),排成p1p2p3,它是1,2,3三个数的某个排列。这样的排列共有6种,对应(6)式共含6项。

2)各项的正负号与列标的排列对照

带正号的三项列标排列是123,231,312.(都是偶排列)

 带负号的三项列标排列是132,213,321.(都是奇排列)

经计算可知前三个排列都是偶排列,而后三个排列都是奇排列

因此,各项所带的正负号可以表示为(-1)^t,其中t为列标排列逆序数

总之,三阶行列式可以写成:

 其中t为排列 p1p2p3 的逆序数,∑表示对所有排列种类取和。

把行列式推广到一般形式:

设有n^2个数,排成n行n列的数表:

 作出表中位于不同行不同列的 n 个数的乘积,并冠以符号(-1)^t,得到形如

 其中p1p2...pn为自然数1,2...,n的一个排列,t为这个排列的逆序数。

由于这样的排列共有n!个,因而形如(7)式的项共有n!项。

所有这n!项的代数和

 称为n阶行列式,记作:

 简记作det(a_{ij}),其中数a_{ij}为行列式的(i,j)元。

当n=1时,一阶行列式|a|=a,注意不要与绝对值号弄混。

主对角线以下的元素都为0的行列式叫做上三角行列式

主对角线以上的元素都为0的行列式叫做下三角行列式

主对角线以上和以下的元素都为0的行列式叫做对角行列式

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