Определитель матрицы третьего порядка.
При n = 3 формула (4.7) имеет вид:
a1 a1 a1
1 2 3
|
a2 |
a2 |
a2 |
|
= a1a2a3 |
+ a1a2a3 |
+ a2a3a1 |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
1 2 3 |
2 3 1 |
1 2 3 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
(4.8) |
|
a |
a |
a |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−a31a22a13 − a21a12a33 − a32a23a11
Схемы для запоминания алгоритма составления слагаемых определителя матрицы третьего порядка см. на рис. 51, 52.
Геометрическая интерпретация
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
T
Тренажёр первого уровня выполнен в виде дополнительной клавиатуры. Частью дополнительной клавиатуры являются также кнопки
"умножить", "плюс" и "минус". Задача студента – ввести правильную последовательность кнопок, соответствующую вычислению
по формуле (4.8). Тренажёр сделан с учётом ассоциативности операции умножения элементов определителя матрицы.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
T
Тренажёр второго уровня наглядно поясняет вычисления определителя матрицы третьего
порядка по формуле (4.8). Вычисления производит компьютер, а обучаемый руководит
процессом вычислений. Действия обучаемого контролируются компьютером.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
T
На тренажёре третьего уровня студент уже
сам должен производить вычисления. При этом ему предоставляется минимальная по-
мощь, а процесс вычислений контролируется.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Теорема 41. Определитель транспонированной матрицы равен определителю исходной матрицы, то есть det(A) = det(AT ).
Доказательство содержится в самом определении детерминанта в словах “из каждой строки и каждого столбца”, что равносильно ”из каждого столбца и каждой строки”. 
Вывод. Согласно теореме 41, все остальные свойства определителя относительно строк можно распространить на столбцы, и наоборот.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Теорема 42. (перестановка строк). При перестановке двух строк матрицы абсолютное значение определителя матрицы не меняется, а знак определителя изменится.
Геометрическая интерпретация
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Доказательство. Идею доказательства посмотрим на определителе матрицы A пятого порядка.
a1 |
a2 |
a3 |
a4 |
a5 |
|
a1 |
a2 |
a3 |
a4 |
a5 |
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
b5 |
|
e1 |
e2 |
e3 |
e4 |
e5 |
c1 |
c2 |
c3 |
c4 |
c5 |
|
c1 |
c2 |
c3 |
c4 |
c5 |
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
d5 |
|
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
d5 |
e1 |
e2 |
e3 |
e4 |
e5 |
|
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
b5 |
|
Рис. 31. det(A) |
|
|
|
Рис. 32. det(B) |
|
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Запишем любое слагаемое det A в форме (4.6):
(−1)s · (−1)t · a4 · b2 · c1 · d3 · e5,
где s = N(1, 2, 3, 4, 5) = 0 и t = N(4, 2, 1, 3, 5)
(элементы det A вошедшие в слагаемое det A выделены на рис. 31 синим цветом). Поменяем местами вторую и пятую строки матрицы A, полученную матрицу обозначим через B (см. рис. 32).
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Составим слагаемое det(B) c выделенными синим цветом элементами, причём элементы расположим в том же порядке следования:
(−1)µ · (−1)ν · a4 · b2 · c1 · d3 · e5,
где µ = N(1, 5, 3, 4, 2) и ν |
= N(4, 2, 1, 3, 5) = |
t |
(напомню, мы |
поменяли |
местами вторую |
и |
пятую строки |
матрицы |
A). Перестановка |
(1, 2, 3, 4, 5) – чётная, следовательно, в силу теоремы 39, перестановка (1, 5, 3, 4, 2) нечётная и (−1)µ = −1. Итак, выделенные слага-
емые определителей det(A) и det(B) отличаются только знаком.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Рассмотрим общий случай матрицы A порядка n. Поменяем местами в матрице A строки k и m, k < m. Полученную матрицу обозначим через B. Запишем любое слагаемое det(A) в форме (4.6):
( 1)s |
· |
( 1)ta1 |
a2 |
ak−1 ak ak+1 |
· · · |
(4.9) |
− |
− |
β1 |
|
β2 · · · |
βk−1 βk |
βk+1 |
|
|
|
· · · |
am−1 am am+1 |
· · · |
an |
, |
|
|
|
|
βm−1 βm βm+1 |
|
βn |
|
|
где
s = N(1, 2, . . . , k − 1, k, k + 1, . . . , m − 1, m, m + 1, . . . , n) = 0, t = N(β1, β2, . . . , βk−1, βk, βk+1, . . . , βm−1, βm, βm+1 . . . βn).
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit