Вычисление определителей
Пусть имеется квадратная матрица A размером n x n.Определение. Определителем называется алгебраическая сумма всевозможных произведений элементов, взятых по одному из каждого столбца и каждой строки матрицы A. Если в каждом таком произведении (члене определителя) множители расположены в порядке следования столбцов (т.е. вторые индексы элементов aij в произведении расположены в порядке возрастания), то со знаком (+) берутся те произведения, у которых перестановка первых индексов чётная, а со знаком (-) – те, у которых она нечетная. Здесь [i1, i2, …, in ] — число инверсий в перестановке индексов i1, i2, …, in.
Методы нахождения определителей
- Определитель матрицы разложением по строкам и столбцам через миноры.
- Определитель матрицы методом треугольников
- Определитель матрицы методом понижения порядка
- Определитель методом приведения к треугольному виду (методом Гаусса)
- Определитель матрицы методом декомпозиции
Свойство определителей
- При транспонировании матрицы её определитель не меняется.
- Если поменять местами две строки или два столбца определителя, то определитель изменит знак, а по абсолютной величине не изменится.
- Пусть C = AB где A и B квадратные матрицы. Тогда detC = detA ∙ detB .
- Определитель с двумя одинаковыми строками или с двумя одинаковыми столбцами равен 0. Если все элементы некоторой строки или столбца равны нулю, то и сам определитель равен нулю.
- Определитель с двумя пропорциональными строками или столбцами равен 0.
- Определитель треугольной матрицы равен произведению диагональных элементов. Определитель диагональной матрицы равен произведению элементов стоящих на главной диагонали.
- Если все элементы строки (столбца) умножить на одно и то же число, то определитель умножится на это число.
- Если каждый элемент некоторой строки (столбца) определителя представлен в виде суммы двух слагаемых, то определитель равен сумме двух определителей, у которых все строки (столбцы) кроме данной, прежние, а в данной строке (столбце) в первом определителе стоят первые, а во втором — вторые слагаемые.
- Теорема Якоби: Если к элементам некоторого столбца определителя прибавить соответствующие элементы другого столбца, умноженные на произвольный множитель λ, то величина определителя не изменится.
- транспонировать матрицу;
- прибавить к какой-либо строке другую строку, умноженную на любое число.
Задание 1. Вычислить определитель, разлагая его по строке или столбцу.
Пример 2 в MS Word. Решение в xls.
Перейти к онлайн решению
Задание 2. Вычислить определитель двумя способами: а) по правилу «треугольников»; б) разложением по строке.
Решение.
а) Слагаемые, входящие в со знаком «минус», строятся таким же образом относительно побочной диагонали.
| = |
б) Запишем матрицу в виде:
A = |
|
∆ = 2 • (0 • 0-2 • 4)-(-1 • (2 • 0-2 • 1))+(-2 • (2 • 4-0 • 1)) = -34 Задание 3. Укажите, чему равен определитель квадратной матрицы A четвертого порядка, если ее ранг r(A)=1.
Ответ: det(A) = 0.
det a
det aВы искали det a? На нашем сайте вы можете получить ответ на любой математический вопрос здесь. Подробное решение с описанием и пояснениями поможет вам разобраться даже с самой сложной задачей и det a матрицы, не исключение. Мы поможем вам подготовиться к домашним работам, контрольным, олимпиадам, а так же к поступлению в вуз. И какой бы пример, какой бы запрос по математике вы не ввели — у нас уже есть решение. Например, «det a».
Применение различных математических задач, калькуляторов, уравнений и функций широко распространено в нашей жизни. Они используются во многих расчетах, строительстве сооружений и даже спорте. Математику человек использовал еще в древности и с тех пор их применение только возрастает.
Решить задачу det a вы можете на нашем сайте https://pocketteacher.ru. Бесплатный онлайн решатель позволит решить онлайн задачу любой сложности за считанные секунды. Все, что вам необходимо сделать — это просто ввести свои данные в решателе. Так же вы можете посмотреть видео инструкцию и узнать, как правильно ввести вашу задачу на нашем сайте. А если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в чате снизу слева на странице калькулятора.
Онлайн-калькулятор для расчета определителя 3×3
Онлайн-калькулятор для расчета определителя 3×3
Онлайн-калькулятор вычисляет значение определителя матрицы 3×3 по правилу Сарруса и с разложением Лапласа в строке или столбце.
Определитель 3х3
det A=|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|
Введите коэффициенты
а 11 =
а 12 =
а 13 =
а 21
а 22 =
а 23 =
а 31 =
а 32 =
а 33 =
Расчет значения определителя
Расчет по правилу Сарруса
Для матрицы 3×3 определитель можно вычислить по правилу Сарруса. Правило Сарруса использует диагонали для расчета. Калькулятор показывает этапы расчета. Для иллюстрации элементы главных диагоналей окрашены в зеленый цвет, а элементы второстепенных диагоналей — в синий. Серым цветом первые два столбца повторяются для облегчения чтения диагоналей.
Вычисление с использованием разложения Лапласа
Общий метод вычисления определителя дается теоремой разложения Лапласа. Теорему можно использовать из любой строки или столбца. Калькулятор показывает расширение для выбранной строки или столбца. Вы можете выбрать строку или столбец, которые будут использоваться для расширения.
Расчет с помощью алгоритма Гаусса
Примечание:
Если ведущие коэффициенты равны нулю, то столбцы или строки меняются местами соответственно, чтобы было возможно деление на старший коэффициент. Значение определителя правильное, если после преобразований нижняя треугольная матрица равна нулю, а все элементы главной диагонали равны 1.
Объяснение методов
Определитель матрицы 3×3 по правилу Сарруса
Определитель вычисляется по правилу Сарруса следующим образом. Схематически первые два столбца определителя повторяются, так что большая и малая диагонали могут быть виртуально соединены линейной линией. Затем делают произведения главных диагональных элементов и добавляют эти произведения. С второстепенными диагоналями вы должны сделать то же самое. Разница между ними дает определитель матрицы.
Теорема Лапласа о расширении
Теорема Лапласа о развитии предлагает метод вычисления определителя, в котором определитель развивается после строки или столбца. Размерность уменьшается и может быть уменьшена далее шаг за шагом до скаляра.
det A=∑i=1n-1i+j⋅aijdetAij ( Расширение по j-му столбцу )
det A=∑j=1n-1i+j⋅aijdetAij ( Разложение по i-й строке )
где A ij , подматрица A, которая возникает, когда i-я строка и j- й столбец удален.
Пример разложения Лапласа по первой строке матрицы 3×3.
det A=|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|
Первый элемент задается коэффициентом a 11 и субдетерминантом, состоящим из элементов с зеленым фоном.
|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=>a11|a22a23a32a33|
Второй элемент определяется коэффициентом a 12 и субдетерминантом, состоящим из элементов с зеленым фоном.
|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=>a12|a21a23a31a33|
Третий элемент определяется коэффициентом a 13 и субдетерминантом, состоящим из элементов с зеленым фоном.
|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=>a13|a21a22a31a32|
С тремя элементами определитель может быть записан как сумма определителей 2×2.
det A=|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=a11|a22a23a32a33|-a12|a21a23a31a33|+a13|a21a22a31a32|
Важно учитывать, что знаки элементов чередуются следующим образом.
|+-+-+-+-+|
Метод Гаусса
В методе Гаусса определитель преобразуется таким образом, что элементы нижней матрицы треугольника становятся равными нулю. Для этого вы используете правила коэффициента строки и добавление строк. Добавление строк не меняет значения определителя. Факторы ряда должны рассматриваться как множители перед определителем. Если определитель треугольный и элементы главной диагонали равны единице, то множитель перед определителем соответствует значению самого определителя.
det A=|a11a12…a1naj1aj2…ajn⋮an1an2…ann|=λ|1a12…a1n01…ajn⋮00…1|=λdet A’=λ
Онлайн-калькулятор для расчета определителя 5×5
Онлайн-калькулятор для определителя 5×5
Онлайн-калькулятор вычисляет значение определителя матрицы 5х5 с разложением Лапласа по строке или столбцу и алгоритмом Гаусса.
Определитель 5х5
det A=|a11a12a13a14a15a21a22a23a24a25a31a32a33a34a35a41a42a43a44a45a51a52a53a54a55|
Введите коэффициенты
а 11 =
а 12 =
а 13 =
а 14 =
а 15 =
а 21 =
а 22 =
а 23 =
а 24 =
а 25 =
а 31 =
а 32 =
а 33 =
а 34 =
а 35 =
а 41 =
а 42 =
а 43 =
а 44 =
а 45 =
а 51 =
а 52 =
а 53 =
а 54 =
а 55 =
Вычисление значения определителя с помощью расширения Лапласа
Вы можете выбрать строку или столбец, которые будут использоваться для расширения.
Расчет по алгоритму Гаусса
Примечание:
Если ведущие коэффициенты равны нулю, то столбцы или строки должны быть заменены местами соответственно, чтобы стало возможным деление на старший коэффициент. Значение определителя правильное, если после преобразований нижняя треугольная матрица равна нулю, а все элементы главной диагонали равны 1.
Объяснение методов
Теорема Лапласа о расширении
Теорема Лапласа о развитии предлагает метод вычисления определителя, в котором определитель развивается после строки или столбца. Размерность уменьшается и может быть уменьшена далее шаг за шагом до скаляра.
det A=∑i=1n-1i+j⋅aijdetAij ( Расширение по j-му столбцу )
det A=∑j=1n-1i+j⋅aijdetAij ( Разложение по i-й строке )
где A ij , подматрица A, которая возникает, когда i-я строка и j- й столбец удален.
Пример разложения Лапласа по первой строке матрицы 3×3.
det A=|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|
Первый элемент определяется коэффициентом a 11 и субдетерминант, состоящий из элементов с зеленым фоном.
|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=>a11|a22a23a32a33|
Второй элемент определяется коэффициентом a 12 и субдетерминантом, состоящим из элементов с зеленым фоном.
|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=>a12|a21a23a31a33|
Третий элемент определяется коэффициентом a 13 и субдетерминантом, состоящим из элементов с зеленым фоном.
|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=>a13|a21a22a31a32|
С тремя элементами определитель может быть записан как сумма определителей 2×2.
det A=|a11a12a13a21a22a23a31a32a33|=a11|a22a23a32a33|-a12|a21a23a31a33|+a13|a21a22a31a32|
Важно учитывать, что знаки элементов чередуются следующим образом.
|+-+-+-+-+|
Метод Гаусса
В методе Гаусса определитель преобразуется таким образом, что элементы нижней матрицы треугольника становятся равными нулю. Для этого вы используете правила коэффициента строки и добавление строк. Добавление строк не меняет значения определителя.