网站首页
手机版

线性代数:行列式的本质是什么?

更新时间:作者:小小条

今天,笔者给大家讲讲行列式的意义,以及如何计算各种类型的行列式,这个话题篇幅较长,需要分成3次来聊,话不多说,让我们开门见山。

首先教大家区分矩阵和行列式:我们从二阶讲起。

线性代数:行列式的本质是什么?

矩阵长这个样子,大家应该已经熟悉了,它是由中括号或者圆括号括起来的。我们之前说过它的意义了,大家可以翻看笔者之前那篇讲矩阵乘法的文章,这里就不再多说了。

行列式长这样子,它就像是向量求模长:

这个怎么求呢?我想许多人都知道:

我们更一般点:

这个行列式的值有什么直观的意义呢?你先把它理解为一个“数”。

那么三阶的怎么求呢:

至于为什么,我们在下篇文章讲(因为要引出余子式和代数余子式得概念),我们这次主要讲行列式的意义。

我们这里强调一下,行列式只能是n阶方阵,也就是只有这种样子的方阵才能求值:

假如不是n行n列,比如下面这个“行列式”,它不是方阵,没有定义,不能运算!

说完了这个,我们来正式讲一下行列式的意义:

刚才说了,行列式的值是一个:”数“,这个数其实代表了线性变换后的面积比率。

不理解没有关系,我们假设线性变换前有一个经典的垂直坐标系,它的线性变换矩阵可以表示为:

我们在这个坐标系中随便取个小正方形的面积,或者长方形,或者圆形,或者任意不规则图形的面积,随便你来取,多大尺寸都可以。

为了简便,我就在坐标原点取个2乘2的正方形吧:

我们把这个2乘2正方形放进斜坐标中,它成了平行四边形,面积扩大了2倍。

我们发现

什么意思呢?

单2的意义是说:原来正常的坐标系变换成斜坐标系后,所有图形的面积比原来整体扩大了两倍。

负号的意义是说:原来的y轴和x轴是y在前,x在后,而新的轴成了x’在前y‘在后,相当于把原来直坐标系的整个坐标平面给反转了:

类比三维空间,你应该明白了。三维行列式值的意义就是把垂直的三维坐标系物体的体积放入斜三维坐标系中,然后拉长或缩短了原立体图像体积的k倍:

(未完待续)

版权声明:本文转载于今日头条,版权归作者所有,如果侵权,请联系本站编辑删除

为您推荐

线性代数中的二次型,实际上是特征值的几何应用,概念需加强理解

线性代数中的二次型,实际上是特征值的几何应用,概念仍需加强理解二次型:实际上是特征值的几何应用1、二次型化标准形:特征值、特征向量、相似对角化2、二次型的正定性3、合同:

2026-01-16 14:50

行列式的无尽魅力:从克莱姆法则到高维矩阵应用全解析!

行列式作为线性代数中的重要概念,承载着数学的华丽演奏和应用的辉煌征程。它在解析线性方程组、衡量线性变换的变化和特征值计算等领域具有广泛应用。本文将深入探究行列式的

2026-01-16 14:49

微积分:从行列式到外微分

弯曲空间,如何定义微小面积或微小体积?如何加总?这个问题就在行列式到外微分的演化过程中.以前学数学,总是一种“静”的思维,公式、符号呆板而不鲜活!行列式开始了伸缩,矩阵开启

2026-01-16 14:49

2024年泉州高中收费标准一览!

2024年泉州高中收费标准因学校性质和级别而异,主要分为公办高中和民办高中两大类。以下是详细的收费标准概览:2024年泉州高中收费标准一览!一、公办高中收费标准根据泉州市教育

2026-01-16 14:48

2024年泉州中考各校喜报汇总!一五六七九、实验、培元....

今年中考一共有12名考生总分在770分以上分别来自于以下这些学校7月8日2024年泉州市中考成绩正式揭晓来自惠安一中的张希凌同学获得泉州市第一名取得778.1分的佳绩 2024泉州

2026-01-16 14:48

泉州初中哪家强?2023年中考喜报汇总(含泉州各县市区)!

▼泉州各初中校2023中考成绩盘点汇总对象(持续更新中,欢迎补充):【泉州市中心城区(鲤城、丰泽、洛江)】泉州一中、泉州实验中学、泉州五中、泉州六中、泉州七中、泉州九中、东海中

2026-01-16 14:47