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  • 1 # 使用者7624272838728

    行列式本質上是個反對稱n線性函式。n是空間的維數。

    關鍵詞:反對稱,n線性,函式。

    題主應該見過一種情景,比如3維空間裡,把3個點的座標(每個座標有3個分量)放進行列式。所以這是3元函式,不要把它看做9元函式,你的自變數是向量,這是研究向量空間的時候的主要角度。我估計題主可能還沒學到向量空間。沒事,往下看。或者學到向量空間以後再來看這個也行。

    再解釋一下什麼叫n線性函式。就是指關於每一個向量都是線性的。函式f如果滿足:

    f(x+y)=f(x)+f(y),其中x和y都是向量。

    f(ax)=af(x),其中a是常數,x是向量。

    那麼f是線性的。n線性函式就是對每個變數都是線性的n元函式。n線性函式算是最簡單的n元函數了。

    再說說反對稱,就是交換兩個變數會導致函式值變成原來的相反數,俗稱添負號。行列式性質就有一條說,交換兩行/列,函式值加個負號。但你肯定會納悶說為什麼要這麼搞。接下來我就簡單解釋一下,不過有些證明就不證了。

    我們希望這個n線性函式有一個性質:如果代入線性相關的n個線性函式,函式值一定是0。行列式其實有個很重要的用處是判斷n個向量是否線性相關。如果不知道什麼叫線性相關,建議還是等學到了再來看吧。

    可以證明,一個n線性函式如果滿足這個性質這個性質,就一定是反對稱的。或者說,我們要的不是反對稱本身,而是這個性質。

    線性相關的時候等於0了,但線性無關的時候呢?其實光有這幾條還不夠,例如規定行列式函式恆為0,也滿足這幾個條件。所以還得加條件。不太嚴格地說,規定單位行列式值為1就夠了。單位行列式就是主對角線全為1的對角行列式了。

    有了這幾條,所有行列式都能算了。而且性質很好,滿足了前面的條件。

    題主說的行列式的幾個用途,其實本質上都是這幾條性質:反對稱,n線性函式,再加上單位行列式等於1(這麼說不太嚴格但大致就是這個意思了)。有空再解釋一下為什麼本質上都是這幾條。

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