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三阶矩阵行列式计算公式

2026-01-16 06:53:10
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三阶矩阵行列式计算公式】在线性代数中,三阶矩阵的行列式是一个重要的概念,常用于判断矩阵是否可逆、求解线性方程组等。三阶矩阵的行列式计算方法相对固定,可以通过特定的公式进行快速求解。本文将对三阶矩阵行列式的计算公式进行总结,并通过表格形式展示其结构和计算步骤。

一、三阶矩阵行列式的定义

设三阶矩阵 $ A = \begin{bmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{bmatrix} $,则其行列式记为 $ A $ 或 $ \det(A) $,计算公式如下:

$$

\det(A) = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg)

$$

该公式也被称为“对角线法则”或“萨里法则(Sarrus' Rule)”。

二、行列式计算步骤总结

1. 确定矩阵结构:明确三阶矩阵的九个元素。

2. 应用展开公式:按照上述公式逐项展开。

3. 计算每项的乘积与差值:分别计算括号内的乘积差。

4. 组合结果:将各部分相加或相减,得到最终的行列式值。

三、行列式计算公式一览表

公式部分 表达式 说明
第一项 $ a(ei - fh) $ 第一行第一列元素乘以余子式
第二项 $ -b(di - fg) $ 第一行第二列元素乘以余子式(负号)
第三项 $ +c(dh - eg) $ 第一行第三列元素乘以余子式
行列式结果 $ a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg) $ 三阶矩阵的行列式值

四、示例计算

假设矩阵 $ A = \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{bmatrix} $,则其行列式为:

$$

\det(A) = 1(5×9 - 6×8) - 2(4×9 - 6×7) + 3(4×8 - 5×7)

$$

$$

= 1(45 - 48) - 2(36 - 42) + 3(32 - 35)

$$

$$

= 1(-3) - 2(-6) + 3(-3)

$$

$$

= -3 + 12 - 9 = 0

$$

因此,该矩阵的行列式为 0,说明该矩阵不可逆。

五、小结

三阶矩阵的行列式计算虽然公式较为复杂,但只要掌握基本结构和展开方法,即可快速求解。通过对公式的理解与练习,可以更深入地掌握线性代数中的基础概念。对于实际应用中频繁遇到的三阶矩阵问题,掌握这一计算方法具有重要意义。

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