线性代数学习笔记——行列式(针对期末与考研)

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n阶行列式定义

A = ( a i j ) A =(a_{ij}) A=(aij​)是一个 n n n阶方阵,则所谓 A A A的行列式或 n n n阶行列式。指由 A A A确定一个数,记为 ∣ A ∣ ( 或 记 为 d e t A ) |A| (或记为det A ) ∣A∣(或记为detA),这个数由下式来确定:
∣ A ∣   =   ∑ ( i 1 , . . . , i n ) ∈ s n ( − 1 ) τ ( i 1 , . . . , i n ) a 1 i 1 a 2 i 2 . . . a n i n |A|\ =\ \sum_{\left( i_1,...,i_n \right) \in s_n}{\left( -1 \right) ^{\tau \left( i_1,...,i_n \right)}a_{1i_1}a_{2i_2}...a_{ni_n}} ∣A∣ = (i1​,...,in​)∈sn​∑​(−1)τ(i1​,...,in​)a1i1​​a2i2​​...anin​​
具体来说:

  1. n n n阶行列式定义展开式中共有 n ! n! n!项
  2. 右边每一项都是 n n n个数相乘, a 1 i 1 , a 2 i 2 , . . . , a n i n a_{1i_1},a_{2i_2},...,a_{ni_n} a1i1​​,a2i2​​,...,anin​​,这 n n n个元素分别来自 A A A的不同行不同列
  3. ( i 1 , . . . , i n ) ∈ s n \left( i_1,...,i_n \right) \in s_n (i1​,...,in​)∈sn​, s n s_n sn​是 1 , 2 , 3 , . . . , n 1,2,3,...,n 1,2,3,...,n的全排列的集合。
  4. ( − 1 ) τ ( i 1 , . . . , i n ) \left( -1 \right) ^{\tau \left( i_1,...,i_n \right)} (−1)τ(i1​,...,in​)是 a 1 i 1 a 2 i 2 . . . a n i n a_{1i_1}a_{2i_2}...a_{ni_n} a1i1​​a2i2​​...anin​​的系数,其中列指标排列 ( i 1 , . . . , i n ) \left( i_1,...,i_n \right) (i1​,...,in​)的奇偶性决定该项所带的符号(正或者负)。

排列

n n n个数 1 , 2 , 3 , . . . , n 1,2,3,...,n 1,2,3,...,n排列成一个有序 n n n元数组称为一个 n n n元排列。
注:

  • 自然排列: 1 , 2 , 3 , . . . , n 1,2,3,...,n 1,2,3,...,n
  • 1 , 3 , 2 , 4 和 4 , 2 , 1 , 3 1,3,2,4和4,2,1,3 1,3,2,4和4,2,1,3都是4元排列,但 3 , 2 , 1 , 3 3,2,1,3 3,2,1,3不是4元排列。

逆序、逆序数定义

在一个排列中,如果一对数的前后位置与大小顺序相反,即前面的数大于后面的数,则称这对数为一个逆序;一个排列中逆序的总数称为这个排列的逆序数
如果记 τ ( p i ) \tau(p_i) τ(pi​)为在排列 ( p 1 , . . . , p n ) \left( p_1,...,p_n \right) (p1​,...,pn​)中,排在 p i p_i pi​左边但大于 p i p_i pi​的数的个数,
τ ( p 1 , . . . , p n ) = ∑ i = 1 n τ ( p i ) \tau \left( p_1,...,p_n \right) = \sum_{i=1}^n{\tau(p_i)} τ(p1​,...,pn​)=i=1∑n​τ(pi​)

例子一

求排列3,2,1,44,5,1,3,6,2的逆序数。
τ ( 3 , 2 , 1 , 4 ) = 0 + 1 + 2 + 0 = 3 \tau(3,2,1,4) = 0+1+2+0 = 3 τ(3,2,1,4)=0+1+2+0=3
则该排列逆序数为3.
τ ( 4 , 5 , 1 , 3 , 6 , 2 ) = 0 + 0 + 2 + 2 + 0 + 4 = 8 \tau(4,5,1,3,6,2) = 0+0+2+2+0+4 = 8 τ(4,5,1,3,6,2)=0+0+2+2+0+4=8
则该排列逆序数为8.

奇排列、偶排列

逆序数奇数的排列称为奇排列逆序数偶数的排列称为偶排列

i 1 , . . . , i n i_1,...,i_n i1​,...,in​为奇排列时, a 1 i 1 a 2 i 2 . . . a n i n a_{1i_1}a_{2i_2}...a_{ni_n} a1i1​​a2i2​​...anin​​带负号。
i 1 , . . . , i n i_1,...,i_n i1​,...,in​为偶排列时, a 1 i 1 a 2 i 2 . . . a n i n a_{1i_1}a_{2i_2}...a_{ni_n} a1i1​​a2i2​​...anin​​带正号。

特殊行列式

行列式性质

余子式

行列式计算

(慢慢更新…)

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