余子式展开计算器

用拉普拉斯展开计算3×3行列式,查看第一行各元素的余子式、代数余子式及乘积。

按余子式展开计算3×3行列式
输入矩阵的全部九个元素,沿第一行展开。

关于余子式展开

余子式展开又称拉普拉斯展开,将方阵的行列式表示为较小行列式的加权和。任选一行或一列,将各元素乘以其带符号的余子式,再将乘积相加。本计算器使用3×3矩阵的第一行,便于检查每个阶段,所得行列式与沿其他任意行或列展开的结果相同。 要求某元素的余子式,先删除该元素所在的行与列。对于3×3矩阵,剩余元素组成一个2×2矩阵,其行列式为左上元素与右下元素的乘积,减去右上元素与左下元素的乘积。代数余子式是在余子式上附加交替符号。第一行的符号依次为正、负、正。显示的代数余子式已包含这些符号。 行列式等于第一个元素乘以其代数余子式,加上第二个元素乘以其代数余子式,再加上第三个元素乘以其代数余子式。虽然运算描述为相加,负的代数余子式自然会产生减法效果。分别显示余子式、带符号的代数余子式与最终乘积,有助于定位算术错误,也方便核对手算过程。 行列式为零表示矩阵是奇异矩阵。其行或列线性相关,不存在乘法逆矩阵,对应的线性变换会使维度降低。行列式非零表示矩阵可逆。符号反映定向,而行列式的绝对值表示相应线性变换下面积或体积的缩放倍数。 余子式展开适用于任意阶方阵,可递归地将n阶行列式化为n减一阶行列式。对于大型稠密矩阵,消元法的计算速度更快;但当某行或某列含有大量零时,拉普拉斯展开仍特别实用。它也是定义伴随矩阵、逆矩阵和特征多项式的基础。此专用3×3计算器支持整数与小数,在计算中保持精度,并展示完整的第一行展开过程,而不只是返回一个没有解释的最终数值。

余子式展开示例

以下矩阵展示一般矩阵、对角矩阵与奇异矩阵的行列式。

矩阵各行行列式展开说明
[1 2 3], [0 1 4], [5 6 0]1第一行带符号的代数余子式为 -24、20 和 -5。
[2 0 0], [0 3 0], [0 0 4]24只有第一个展开乘积非零。
[1 2 3], [2 4 6], [0 1 1]0第二行依赖于第一行,因此矩阵为奇异矩阵。

如何使用余子式展开

  1. 逐行输入矩阵的九个数值。
  2. 选择“计算余子式展开”。
  3. 查看三个2×2余子式及其带交替符号的代数余子式。
  4. 将显示的展开乘积相加,核对行列式。

余子式展开常见问题

余子式与代数余子式有什么区别?

余子式是删除一行和一列后剩下的行列式。代数余子式是该余子式乘以棋盘格规律确定的符号。

可以沿其他行或列展开吗?

可以,沿任意完整行或列展开都会得到相同的行列式。选择含有多个零的行或列通常能减少计算量。

为什么代数余子式的符号交替变化?

第i行第j列的符号取决于i加j为偶数还是奇数。这种棋盘格模式保持了行列式的定向与反对称性。

行列式为零意味着什么?

行列式为零意味着矩阵是奇异矩阵,没有逆矩阵,其行或列存在线性相关关系。

计算器支持小数吗?

支持,每个单元格都接受整数或小数。计算使用双精度运算,仅在显示时进行舍入。