Правило треугольника для вычисления определителя матрицы 3-тего порядка



Правило:

Для матрицы 3×3 значение определителя равно сумме произведений элементов главной диагонали и произведений элементов лежащих на треугольниках с гранью параллельной главной диагонали, от которой вычитается произведение элементов побочной диагонали и произведение элементов лежащих на треугольниках с гранью параллельной побочной диагонали.

 
∆ =
a11 a12 a13
a21 a22 a23
a31 a32 a33
=
           

= a11·a22·a33 + a12·a23·a31 + a13·a21·a32 - a13·a22·a31 - a11·a23·a32 - a12·a21·a33

 

Правило Саррюса для вычисления определителя матрицы 3-тего порядка

Правило:

Справа от определителя дописывают первых два столбца и произведения элементов на главной диагонали и на диагоналях, ей параллельных, берут со знаком "плюс"; а произведения элементов побочной диагонали и диагоналей, ей параллельных, со знаком "минус":

 
∆=
a11 a12 a13 a11 a12
a21 a22 a23 a21 a22
a31 a32 a33 a31 a32
=
= a11·a22·a33 + a12·a23·a31 + a13·a21·a32 - a13·a22·a31 - a11·a23·a32 - a12·a21·a33

Пример 2.

Найти определитель матрицы A

 
A =
5 7 1

-4 1 0
2 0 3

Решение:

det(A) =
5 7 1
-4 1 0
2 0 3
= 5·1·3 + 7·0·2 + 1·(-4)·0 - 1·1·2 - 5·0·0 - 7·(-4)·3 = 15 + 0 + 0 - 2 - 0 + 84 = 97

Вычисление определителя матрицы произвольного размера

Разложение определителя по строке или столбцу

Правило:

Определитель матрицы равен сумме произведений элементов строки определителя на их алгебраические дополнения:

  n  
det(A= Σ
  n  
det(A) = Σ aij·Aij - разложение по i-той строке
  j = 1  

 

  j = 1  

Правило:

Определитель матрицы равен сумме произведений элементов столбца определителя на их алгебраические дополнения:

  n
  n  
det(A) = Σ aij·Aij - разложение по j-тому столбцу
  i = 1  
det(A) = Σ При разложение определителя матрицы обычно выбирают ту строку/столбец, в которой/ом максимальное количество нулевых элементов. Приме

Пример 3

Найти определитель матрицы A

A =
2 4 1

0 2 1
2 1 1

Решение: Вычислим определитель матрицы разложив его по первому столбцу:

det(A) =
2 4 1
0 2 1
2 1 1
=

 

= 2·(-1)1+1·
2 1
1 1
+ 0·(-1)2+1·
4 1
1 1
+ 2·(-1)3+1·
4 1
2 1
=

= 2·(2·1 - 1·1) + 2·(4·1 - 2·1) = 2·(2 - 1) + 2·(4 - 2) = 2·1 + 2·2 = 2 + 4 = 6

 

Пример 4.

Найти определитель матрицы A

 

A =
2 4 1 1

0 2 0 0
2 1 1 3
4 0 2 3

 

A =ение:Решение: Вычислим определитель матрицы, разложив его по второй строке (в ней больше всего нулей):

det(A) =
2 4 1 1
0 2 0 0
2 1 1 3
4 0 2 3
=

 

= -0·
4 1 1
1 1 3
0 2 3
+ 2·
2 1 1
2 1 3
4 2 3
- 0·
2 4 1
2 1 3
4 0 3
+ 0·
2 4 1
2 1 1
4 0 2
=

= 2·(2·1·3 + 1·3·4 + 1·2·2 - 1·1·4 - 2·3·2 - 1·2·3) = 2·(6 +12 + 4 - 4 - 12 - 6) = 2·0 = 0

2 4 1 1

0 2 0 0
2 1 1 3
4 0 2 3

Приведение определителя к треугольному виду

Правило:

Используя свойства определителя для элементарных преобразований над строками и столбцами 8 - 11, определитель приводится к треугольному виду, и тогда его значение будет равно произведению элементов стоящих на главной диагонали.

Пример 5.

Найти определитель матрицы A приведением его к треугольному виду

 

A =
2 4 1 1

0 2 1 0
2 1 1 3
4 0 2 3

 

Решение:

det(A) =
2 4 1 1
0 2 1 0
2 1 1 3
4 0 2 3

Сначала получим нули в первом столбце под главной диагональю. Для этого отнимем от 3-тей строки 1-ую строку, а от 4-той строки 1-ую строку, умноженную на 2:

det(A) =
2 4 1 1
0 2 1 0
2 - 2 1 - 4 1 - 1 3 - 1
4 - 2·2 0 - 2·4 2 - 2·1 3 - 2·1
=
2 4 1 1
0 2 1 0
0 -3 0 2
0 -8 0 1

Получим нули во втором столбце под главной диагональю. Для этого поменяем местами 2-ой и 3-тий столбцы:

det(A) = -
2 1 4 1
0 1 2 0
0 0 -3 2
0 0 -8 1

Получим нули в третьем столбце под главной диагональю. Для этого к 3-ему столбцу добавим 4-тий столбец, умноженный на 8:

det(A) = -
2 1 4 + 8·1 1
0 1 2 + 8·0 0
0 0 -3 + 8·2 2
0 0 -8 + 8·1 1



2 1 12 1
0 1 2 0
0 0 13 2
0 0 0 1

 

= -

=-2·1·13·1 = -26

Теорема Лапласа

Теорема:

Пусть ∆ - определитель n-ого порядка. Выберем в нем произвольные k строк (столбцов), причем k < n. Тогда сумма произведений всех миноров k-ого порядка, которые содержатся в выбранных строках (столбцах), на их алгебраические дополнения равна определителю.


Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 506; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!