MIT线性代数笔记-第十九讲

Formula for detA

先看一下determinant最核心的三个性质:
1.detI=1
2.sign reverse with row exchange
3.det is linear in each row separately
现在我们要用这三个性质来推出detA的一般公式

先看一下2*2的例子:
|abcd|=|a0cd|+|0bcd|=|a0c0|+|a00d|+|0bc0|+|0b0d|=|a00d|+|0bc0|=adcb
由这个简单的例子我们可以推广到n*n
我们想象一下,如果是3*3,我们会分解出3*3*3 = 27个矩阵,但是里面很多矩阵的det都为0,那么哪些不为0,答案是排列,即为3! = 6个。
看一下3*3的例子

|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=|a11000a22000a33|+|a110000a230a320|+|0a120a210000a33|+|0a12000a23a3100|+|00a13a21000a320|+|00a130a220a3100|=
a11a22a33a11a32a23a21a12a33+a31a12a23+a21a32a13a31a22a13

OK,我们来看看n * n 的一般公式:
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看一个例子:
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通过big formula,我们很容易就得出这个矩阵的det为0,为奇异矩阵

Cofactor formula

我们回到这个例子
|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=|a11000a22000a33|+|a110000a230a320|+|0a120a210000a33|+|0a12000a23a3100|+|00a13a21000a320|+|00a130a220a3100|=
a11a22a33a11a32a23a21a12a33+a31a12a23+a21a32a13a31a22a13
这个矩阵的det用cofactors表示如下:
a11(a22a33a23a32)+a12()+a13()
我们需要把注意力集中在括号里的式子,来看看选择a11的情况:
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a11对应的cofactor即剩下的2(n - 1)行2(n - 1)列的det(还要添加上符号,根据选择元素的i和j之和为奇数还是偶数确定,若为偶数,则为正号,若为奇数,则为负号)
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cofactor的定义如下:
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来看一个2*2的例子:
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Tridiagonal matrices

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得出三对角线矩阵det的规律后,我们可以继续求得|A5| = 0,|A6| = 1,|A7| = 1,它的det是以6为循环的奇妙的组合。