上篇文章中已经介绍了二阶行列式,本文将深入探讨三阶行列式,并在文章末尾贴出了原版的高中数学内容,以填补现行高中数学教材的空白。
一:三阶行列式的概念:
三阶行列式是一个3x3的方阵,
通过特定的代数运算可以计算其值。一般写作:
(1.1)
其中,表示矩阵中第 i 行第 j 列的元素。
(1.1) 是一个数。
- 标准展开法:根据行列式的定义,三阶行列式的值可以展开为一系列乘积和差的组合。具体地,三阶行列式的值为:
(1.1)=
这一展开式遵循了行列式的计算规则,即每个元素的符号会交替出现,取决于其位置。
- 对角线法则:对角线法则是一种用于计算三阶行列式的记忆技巧。
从左上角元素开始,沿着两条对角线到右下角元素,将这些元素的乘积求和;然后从右上角元素开始,沿着两条对角线到左下角元素,将这些元素的乘积求和。最终,将这两个和相减。用数学表达式表示为:
(1.1)=
说明:这两种展开方式的结果结构相同。
- 行列式的性质:行列式有多个性质,可以简化计算。例如,当行列式交换两行(或两列)时,其符号会改变;如果行列式中的一行(或一列)是另一行(或一列)的常数倍,则行列式的值为零;行列式对其行(或列)的和是线性的。
- 矩阵行列式:在矩阵理论中,三阶行列式可以看作是矩阵的行列式,它与矩阵的逆、秩以及特征值等概念密切相关。
二:1984年高中数学教材关于三阶行列式的定义和基本性质介绍:
要点:
- 三阶行列式的定义和展开:
- 三阶行列式由九个数排成三行三列的正方形,用竖直线表示。
- 展开式是通过特定的对角线法则计算得到的,包括正负号的交替乘积。
- 行列式的性质:
- 定理1:行列式的行或列同时乘以同一个数,行列式的值不变。
- 定理2:行列式的任意两行或两列对调,行列式的值的符号相反。
- 定理3:行列式中若有两行或两列元素完全相同,行列式的值为零。
- 定理4:行列式的某一行或列的所有元素乘以同一个数k,行列式的值为原行列式的k倍。
- 定理5:行列式中某一行或列的元素有公因子时,可以提取公因子。
- 定理6:行列式中若有一行或一列的元素全为零,行列式的值为零。
- 定理7:行列式中若有两行或两列的对应元素成比例,行列式的值为零。
- 定理8:行列式某一行或一列的元素都是二项式之和时,该行列式等于两个行列式之和。
- 定理9:行列式某一行或列的所有元素同乘以同一个数k后,加到另一行或列的对应元素上,所得行列式与原行列式相等。