视频1:行列式的入门
原视频:线性代数!启动!从零开始到精通|第一集_哔哩哔哩_bilibili
一、二阶与三阶行列式
小学我们就接触过鸡兔同笼,这个问题让我们第一次接触到了方程组的思想。我们可以将它抽象成一个二元一次方程组,然后利用加减消元或带入消元就能很快的将方程组求出来。那如果是一个三元一次方程组呢?无非就是计算量大了些,但也能求。但如果是五元一次方程组呢?或者更高元的呢?那之前的方法就不太合适了。
所以为了解决这类方程组,数学家们发明了行列式。从而可以快速得出方程组的解。这里我们把方程组的系数抽出来,仍按照原来的位置,然后在两边加上两条竖线,得到的就是行列式。如下图👇
至此以后,这一类方程组的求解工作就变得非常简单了。这就是行列式出现的原因。
如果你想学号行列式,只需要搞懂4个问题:行列式的本质是什么、行列式是从哪来的、行列式是怎么定义的、行列式都有哪些性质
1、行列式的本质是什么
由上图👆,如果abcd都是常数的话,那么得到的最后结果也就是一个数字而已。这里你就已经知道了行列式的本质:行列式就是一个数而已。(很多考研的同学马上要上考场了,都还不知道行列式其实就是个数字)
所以这里我们可以粗略地下一个定义:行列式就是行数等于列数,边界有两条竖线的算式,最终的结果就是一个数字。
问:是否存在三行四列的行列式?
答:不存在。因为一开始我们就下了定义,行列式是行数等于列数的一个算式,而三行四列显然行数不等于列数,所以不行。
问:如果已知一个行列式内部不含参数,那么对这个行列式求导的结果是什么?
答:对行列式求导,结果为0。因为前面说过,行列式的结果就是一个具体的数,那也就是对这个数进行求导,结果当然是0
2、行列式是从哪来的
我们前面已经知道了行列式的本质,那么接下来我们看另一个问题:行列式是从哪来的。
我们现在来求解下图👇的二元一次方程组,我们将方程组转化成一种普适的形状,如果我们能将这个抽象化的方程组的解写成通项公式,那么面对所有的二元一次方程组我们都能将它的解给写出来。
现在,解虽然写出来了,但是有点太复杂了,这玩意儿要是当成通项公式背的话显然有难度。于是数学家们想,这个解有没有更简单的表达形式呢?
下面,我们来验证一下上面的推论是否正确👇
问:三元一次方程组何时有唯一解?
答:当这个方程的未知数前面的系数组成的三阶行列式不等于0的时候,那么这个方程组就有唯一解。如下图👇