三阶矩阵行列式计算公式
【三阶矩阵行列式计算公式】在线性代数中,三阶矩阵的行列式是一个重要的概念,广泛应用于求解线性方程组、判断矩阵是否可逆以及计算向量的叉乘等。三阶矩阵的行列式计算相对简单,但需要掌握正确的计算方法和步骤。本文将对三阶矩阵行列式的计算公式进行总结,并通过表格形式直观展示其计算过程。
一、三阶矩阵行列式的定义
对于一个三阶矩阵 $ A = \begin{bmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{bmatrix} $,其行列式记作 $ \det(A) $ 或 $
$$
\det(A) = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg)
$$
这个公式也被称为“展开法”或“余子式展开法”,是计算三阶行列式最常用的方法之一。
二、三阶矩阵行列式的计算步骤
1. 确定矩阵元素:首先明确矩阵中的各个元素。
2. 按行或列展开:通常选择第一行进行展开。
3. 计算每个余子式:每个元素对应一个二阶行列式。
4. 代入公式计算:将各部分结果代入总公式中进行计算。
三、三阶矩阵行列式计算公式表
| 步骤 | 计算内容 | 公式表达 |
| 1 | 第一行第一个元素的余子式 | $ ei - fh $ |
| 2 | 第一行第二个元素的余子式 | $ di - fg $ |
| 3 | 第一行第三个元素的余子式 | $ dh - eg $ |
| 4 | 行列式计算公式 | $ a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg) $ |
四、实例说明
假设矩阵为:
$$
A = \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{bmatrix}
$$
按照公式计算行列式:
$$
\det(A) = 1(5×9 - 6×8) - 2(4×9 - 6×7) + 3(4×8 - 5×7)
$$
$$
= 1(45 - 48) - 2(36 - 42) + 3(32 - 35)
$$
$$
= 1(-3) - 2(-6) + 3(-3)
$$
$$
= -3 + 12 - 9 = 0
$$
因此,该矩阵的行列式为 0,说明该矩阵不可逆。
五、小结
三阶矩阵的行列式计算虽然看似复杂,但只要掌握了基本的展开公式和步骤,就可以快速准确地完成计算。通过表格形式的展示,可以更清晰地理解每一步的计算逻辑,有助于记忆和应用。
掌握三阶矩阵行列式的计算方法,是学习更高级线性代数知识的基础,也是解决实际问题的重要工具。
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