线性代数小述(三)
by Amamiya Fuko
此去经年返,安知胡不归?
前言
FU⭐️KO
首先需要对上一篇的线性组合的概念做一个更正,然后是考虑行列式相关的内容。
目录
1.线性组合
2.行列式
-行列式运算的定义
-拉普拉斯展开
线性组合
线性组合是对一个向量的分解。考虑一个二维空间,若某一向量与两个向量在同在该空间中,且这两个向量是线性无关的(不平行的),则必然有这个向量对于后两个向量的线性组合表示,如
A v 1 ˇ + B v 2 ˇ = b ˇ A\v{v_1} + B\v{v_2} = \v{b} Av1ˇ+Bv2ˇ=bˇ
行列式
行列式最开始只是种简便记法,如对于以下以下线性组合有
[ a 1 b 1 a 2 b 2 ] [ x 1 x 2 ] = [ c 1 c 2 ] D = ∣ a 1 b 1 a 2 b 2 ∣ , D 1 = ∣ c 1 b 1 c 2 b 2 ∣ , D 2 = ∣ a 1 c 1 a 2 c 2 ∣ [ D 0 0 D ] [ x 1 x 2 ] = [ D 1 D 2 ] x 1 = D 1 D − 1 , x 2 = D 2 D − 1 \begin{array}{l} \begin{bmatrix} a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_1 \\ x_2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} c_1 \\ c_2 \end{bmatrix} \\ \\ D = \begin{vmatrix} a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2 \end{vmatrix}, D_1 = \begin{vmatrix} c_1 & b_1 \\ c_2 & b_2 \end{vmatrix}, D_2 = \begin{vmatrix} a_1 & c_1 \\ a_2 & c_2 \end{vmatrix} \\ \\ \begin{bmatrix} D & 0 \\ 0 & D \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_1 \\ x_2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} D_1 \\ D_2 \end{bmatrix} \\ \\ x_1 = D_{1}D^{-1},x_2= D_{2}D^{-1} \end{array} [a1a2b1b2][x1x2]=[c1c2]D=
a1a2b1b2
,D1=
c1c2b1b2
,D2=
a1a2c1c2
[D00D][x1x2]=[D1D2]x1=D1D−1,x2=D2D−1
行列式运算的定义
设 A i × j A_{i\times j} Ai×j为n阶方阵
A = [ a 11 ⋯ a 1 j ⋮ ⋱ ⋮ a i 1 ⋯ a i j ] A = \begin{bmatrix} a_{11} & \cdots & a_{1j} \\ \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{i1} & \cdots & a_{ij} \end{bmatrix} A=
a11⋮ai1⋯⋱⋯a1j⋮aij
det A = ∣ A ∣ = ∑ ( − 1 ) τ ( i 1 ⋯ i n ) + τ ( j 1 ⋯ j n ) a i 1 j 1 ⋯ a i n j n \det{A} =|A| = \sum (-1)^{\tau (i_1 \cdots i_n) + \tau (j_1 \cdots j_n)}a_{i_1 j_1}\cdots a_{i_n j_n} detA=∣A∣=∑(−1)τ(i1⋯in)+τ(j1⋯jn)ai1j1⋯ainjn
其中 τ ( N ) \tau (N) τ(N)为排列 N 的逆序数,如 τ ( 132 ) = 1 \tau (132) = 1 τ(132)=1, τ ( 123 ) = 0 \tau (123) = 0 τ(123)=0
拉普拉斯展开
子式与余子式,设子式为A,余子式为M,则它们有下列关系
[ A M ] \left[\begin{array}{c|ccc} A & & & \\ \hline \\ & & M & \\ & & & \end{array}\right]
AM
拉普拉斯展开有
det A = ∑ ( − 1 ) i + j A i j M i j \det{A} = \sum (-1)^{i+j}A_{ij}M_{ij} detA=∑(−1)i+jAijMij