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今天小编想给大家讲一下行列式,诸位看到行列式是不是觉得特别亲切,大一的时候学习行列式有没有很痛苦啊?——反正当年小编学习这个是及其痛苦的——也许我比较笨吧,:)。
是否还记得《线性代数》或者《高等代数》里面的行列式定义?一般的教材对行列式的定义大概两种吧,逆序定义和展开式定义,无论哪种定义方法,都让我当你感觉莫名其妙,一直要到很后面学习了线性方程组,建立了方程与行列式的联系,才知道这些定义的意义。在没有任何直观意义的帮助下,学习行列式的各类性质简直和死记硬背没有区别。
今天小编抛开这些通常线性代数或者高等代数教材上的定义,从几何上让读者们更直观的理解什么是行列式,并用几何方法来介绍行列式的基本性质。
那我们现在开始来说说行列式吧!首先来看简单的二阶行列式:



毫不意外的(取m = l = 1),我们用这种方式来记忆和角公式:

因此二阶行列式的值,可以表示两个向量所构成的平行四边形的面积。那么三阶行列式表示什么含义呢?n阶行列式又代表什么含义呢?类推一下相信大家就能想出来。没错三阶行列式的几何意义为三维欧式空间里平行六面体的体积。当然n阶行列式就由n个n维向量组成,其结果为n维平行多面体的体积。
下面的文字我们将来解释行列式基本性质的几何意义了。下面我们一起来看行列式性质的几何解释,这里我们取二阶或者三阶行列式进行说明。
性质1:行列互换行列式不变(转置)。
数学语言表述为:

几何解释:很显然平行四边形两条邻边互换,它的面积依然不变。
性质2:以一常数乘行列式的一行就相当于用这个数乘以此行列式。
数学表述为:

对于二阶行列式,我们看上图就很直观,我们将其中一个向量变成原来的k倍,面积也跟着变成了原来的k倍。

类似的三阶行列式有,平行六面体体积的k倍相当于其中一个向量变成原来的k倍。平行六面体体积的增大可以看成其中某个棱长增大相应的倍数。

性质3:如果某一行是两组数的和,那么这个行列式就等于两个行列式的和,而这两个行列式除这一行以外全与原来的行列式对应的行一样。
数学表述为:


性质4:如果行列式两行成比例那么行列式为零。
数学表述为:


性质5:把一行的倍数加到另一行,行列式不变。
数学表述为:


性质6:对换行列式两行的位置行列式取反号。数学表述为:


其实一个行列式的几何意义是有向线段(一阶行列式)或有向面积(二阶行列式)或有向体积(高阶行列式)。行列式是由各自坐标轴上的有向线段所围起来的有向体积的和。这就累加要注意方向,同向相加,反向相减。
相信读者应该理解了行列式的几何意义了吧,是不是对行列式有了更新的认识啊?其实小编一直的觉得很多数学量或者数学概念,都可以找出它所对应的直观意义,这样我们的数学学习就不会那么抽象那么难理解了,反而会很有意思。
最后希望大家能喜欢数学,反正小编就很喜欢数学——数学虐我千百遍,我却待它如初恋——不管你信不信,反正我自己都不信,啊哈哈哈哈~~~。
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