四阶行列式的一种展开法1解读
四阶行列式的一种展开法1
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四阶行列式的一种展开法笔者通过学习与使用行列式的运算,从中悟出四阶行列式的一种展开法,此法只适宜对四阶行列式展开而言。
四阶行列式的计算,通常是在讲授了行列式的性质后,采取降阶的方法进行计算,难免计算的繁杂,有时,按以下介绍的方法,仍能达到快而准的效果。
具体方法如下:四阶行列式:444342413433323124232221141312114a a a a a a a a a a a a a a a a D第一次将该行列式前三列重复书写在该行列式的右边,可在前四列中作出两条对角线,然后在此七列中作出相应的平行线,可得(图表一):(图表一)作乘积关系,可得如下八项:a 11a 22a 33a 44,a 12a 23a 34a 41,a 13a 24a 31a 42,a 14a 21a 32a 43,a 41a 32a 23a 14,a 42a 33a 24a 11,a 43a 34a 21a 12,a 44a 31a 22a 13, 这八项的符号可由它们的下标排列的逆序数确定,不难知道,此八项的符号是正负相间的。
(图表二)同前理可得如下八项:a 11a 23a 34a 42,a 13a 24a 32a 41,a 14a 22a 31a 43,a 12a 21a 33a 44,a 41a 33a 24a 12,a 43a 34a 22a 11,a 14a 32a 21a 13,a 42a 31a 23a 14, 这八项的符号可由它们的下标排列的逆序数确定,不难知道,此八项的符号仍是正负相间的。
第三次先将图表二中的第2、3、4列作一个轮换,即第2列变到第4列上去,第3列变到第2列上去,第4列变到第3列上去,这样可得到一个新的四列关系,尔后参照第一次的作法,可得图表三:43424144434241333231343332312322212423222113121114131211a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 43424144434241333231343332312322212423222113121114131211a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 424144434241333231343332312322212423222113121114131211a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a(图表三)同前理可得如下八项:a11a24a32a43,a14a22a33a41,a12a23a31a44,a13a21a34a42,a41a34a22a13,a44a32a23a11,a42a33a21a14,a43a31a24a12,这八项的符号可由它们的下标排列的逆序数确定,不难知道,此八项的符号仍是正负相间的。
四阶行列式的计算方法
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四阶行列式的计算方法四阶行列式计算方法是初中数学中的重要知识点,是日后高中数学和大学数学中涉及到矩阵、线性代数等内容的基础。
本文介绍四阶行列式的计算方法,包括定义、展开、初等变换等内容。
一、定义行列式是一个方阵所具有的一个标量。
四阶行列式的定义如下:$$D=\\left|\\begin{array}{cccc}a_{11} & a_{12} & a_{13} & a_{14} \\\\a_{21} & a_{22} & a_{23} & a_{24} \\\\a_{31} & a_{32} & a_{33} & a_{34} \\\\a_{41} & a_{42} & a_{43} & a_{44} \\\\\\end{array}\\right|$$其中,$a_{ij}$ 表示 $i$ 行 $j$ 列的元素。
二、展开四阶行列式可以通过展开计算得出,下面介绍两种常见的展开方法。
1. 第一行展开法第一行展开法是将行列式按照第一行展开,得到如下式子:$$D=a_{11}\\left|\\begin{array}{ccc}a_{22} & a_{23} & a_{24} \\\\a_{32} & a_{33} & a_{34} \\\\a_{42} & a_{43} & a_{44} \\\\\\end{array}\\right|-a_{12}\\left|\\begin{array}{ccc}a_{21} & a_{23} & a_{24} \\\\a_{31} & a_{33} & a_{34} \\\\a_{41} & a_{43} & a_{44} \\\\\\end{array}\\right|+a_{13}\\left|\\begin{array}{ccc}a_{21} & a_{22} & a_{24} \\\\a_{31} & a_{32} & a_{34} \\\\a_{41} & a_{42} & a_{44} \\\\\\end{array}\\right|-a_{14}\\left|\\begin{array}{ccc}a_{21} & a_{22} & a_{23} \\\\a_{31} & a_{32} & a_{33} \\\\a_{41} & a_{42} & a_{43} \\\\\\end{array}\\right|$$其中,每个小行列式都是三阶行列式,可以利用第一行展开法进行递归计算,直至计算出所有小行列式的值,再带入到式子中求解。
4阶行列式常用的两种方法
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4阶行列式常用的两种方法四阶行列式是线性代数中的重要概念,常用于解决线性方程组、矩阵求逆等问题。
在计算四阶行列式时,可以使用常用的两种方法:展开法和性质法。
一、展开法展开法是计算行列式的常用方法之一,它基于行列式的定义和代数余子式的概念。
下面我们来详细介绍一下展开法的步骤。
1. 选取一行/列展开在计算四阶行列式时,我们可以选择任意一行或一列进行展开。
一般来说,我们选择其中元素较多的行或列进行展开,以减少计算量。
2. 代数余子式展开法需要用到代数余子式的概念。
代数余子式是指将行列式中元素所在行和列划去后,剩下元素所组成的行列式。
例如,在四阶行列式中,某个元素的代数余子式就是将该元素所在行和列划去后,剩下的三阶行列式。
3. 符号规律在计算代数余子式时,需要注意符号规律。
规定行和列的奇偶性相同的代数余子式为正,行和列的奇偶性不同的代数余子式为负。
4. 递归计算利用代数余子式的概念,我们可以将四阶行列式转化为三阶行列式的形式。
然后,再利用三阶行列式转化为二阶行列式,最终转化为一阶行列式的形式。
一阶行列式的值就是对角线上元素之积。
5. 计算求和通过递归计算,我们可以得到一系列行列式,然后根据展开法的定义,将这些行列式的值按照一定的规律相加或相减,最终得到四阶行列式的值。
二、性质法性质法是计算行列式的另一种常用方法,它基于行列式的性质和变换。
下面我们来介绍一下性质法的步骤。
1. 行列互换性质法中的一个重要性质是,行列式中行列互换会改变行列式的符号。
利用这个性质,我们可以通过行列互换将四阶行列式转化为特殊形式,使得计算更加简便。
2. 行列式的加减性性质法中还有一个重要性质是行列式的加减性。
行列式中某一列(或行)的倍数加到另一列(或行)上去,行列式的值不变。
利用这个性质,我们可以通过将行列式中的某一行(或列)加减到另一行(或列)上去,使得计算更加简单。
3. 行列式的公因子性质法中还有一个常用的性质是行列式的公因子。
求4阶行列式计算方法
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求4阶行列式计算方法四阶行列式是一个由四行四列的矩阵展开得到的行列式。
计算四阶行列式的方法有很多种,下面我将介绍最常用的三种方法。
一、代数余子式法:代数余子式法是一种利用代数余子式进行展开的方法。
首先,选择第一行或第一列展开计算,可以简化运算。
以下以第一行展开为例进行说明。
1.对于一个四阶行列式A,我们选择第一行的第一个元素a11,计算其代数余子式A11,即划掉第一行和第一列后剩下的三阶行列式。
2.接着,计算第一行的第一个元素与其对应的代数余子式的乘积a11A11,即a11*A113.重复这个过程,对第一行的所有元素都进行相同的操作,并且每个乘积都要带上符号,根据元素的位置决定正负号。
最后,将所有计算得到的乘积相加,得到最终的行列式的值。
代数余子式法的计算过程相对繁琐,但适用于任意阶的行列式,适合理论推导和计算机实现。
二、二次交换法:二次交换法是一种通过交换行或列,将行列式转化为更简单的形式,进而计算行列式的方法。
以下以二次交换法计算四阶行列式为例进行说明。
1.首先,我们选择第一行和第一列的元素非零的项,记为a11、然后,将其余元素与a11对应的元素交换,得到一个新的四阶行列式B。
2.计算B的值,可以使用代数余子式法、三阶行列式的计算方法等。
3.由于交换了两次,所以最后结果要带上负号,即四阶行列式A的值为-B。
三、拉普拉斯展开定理:拉普拉斯展开定理是一种根据行列式的性质,将行列式展开为一系列代数乘积的方法。
以下以拉普拉斯展开定理计算四阶行列式为例进行说明。
1.选择第i行(或第i列)展开计算。
例如,我们选择第一行展开,则第一行元素a11,a12,a13,a14对应的代数余子式分别记为A11,A12,A13,A142.计算第一行元素与其对应的代数余子式的乘积,并带上正负号:a11A11-a12A12+a13A13-a14A143.重复这个过程,将所有计算得到的乘积相加,得到最终的行列式的值。
需要注意的是,在计算过程中,每个乘积的符号是根据元素的位置决定的。
四阶行列式的展开法则
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四阶行列式的展开法则行列式是数学中一种重要概念,它主要用来计算多个变量之间关系的结果。
在行列式的各种应用中,讨论四阶行列式的展开法则是必不可少的。
简而言之,四阶行列式的展开法则是一种行列式的展开计算方法,它是由一些规则和公式组成的,可以用来帮助计算四阶行列式的值。
这种展开方法可以用来计算多种具有四阶行列式的问题。
四阶行列式的展开法则可以用若干步骤来描述:(1)先,把四阶行列式写成一个矩阵,其中包含4行4列,每行每列上有一个变量。
(2)着,根据展开法则,可以把这个矩阵展开成4个四阶行列式,每个行列式的每一项均由矩阵的每行每列的变量组成。
(3)后,对于每个展开行列式,都可以用某种展开计算方法(如乘积展开、分数展开等)来计算出其值。
结合以上步骤,我们完整地描述了四阶行列式的展开法则。
同时,为了更好地理解展开法则,我们还可以把它的原理用数学形式表述出来:首先,把四阶行列式写成一个矩阵,其中包含4行4列,每行每列上有一个变量,矩阵表达式为A,其中aij为矩阵A的第i行第j列的元素;然后,使用展开法则,可以把四阶行列式展开成四个行列式,它们之和等于原四阶行列式,即:A=(-1)^n *(a11 * det(A11) + a21 *det(A21) + a31 *det(A31) + a41 *det(A41))其中,Aij是指矩阵A的第i行移除第j列后所得到的3阶行列式;det(Aij)表示3阶行列式Aij的代数余子式;n表示行列式A的阶数。
最后,对于每个展开行列式,也可以使用一般的行列式展开计算方法(如乘积展开)来计算出其值。
本文介绍的四阶行列式的展开法则,可以有效解决多种有关四阶行列式的问题,也可以有效地应用于不同的数学计算中。
它的关注点主要集中在如何迅速准确地计算出四阶行列式的值,从而帮助我们更好地理解和掌握解决各种数学问题的方法和原理。
计算4阶行列式公式的方法
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计算4阶行列式公式的方法一、展开法展开法是计算行列式的一种常用方法。
对于一个4阶行列式,可以根据行列式的定义将其展开为若干个2阶行列式的乘积之和。
例如,对于4阶行列式A=,a11a12a13a14a21a22a23a2a31a32a33a3a41a42a43a4可以通过展开第一行或第一列,得到如下表达式:A=a11,a22a23a24,-a12,a21a23a24,+a13,a21a22a24,-a14,a21a22a23a32a33a34,,a31a33a34,,a31a32a34,,a31a32a3a42a43a44,,a41a43a44,,a41a42a44,,a41a42a4这样,问题就转化为计算一系列的2阶行列式了。
对于2阶行列式来说,计算起来会更加简单。
二、拉普拉斯展开法拉普拉斯展开法是一种基于代数余子式的计算方法。
对于一个4阶行列式,可以选择任意一行或者一列,然后根据展开公式计算。
例如,对于4阶行列式A来说,可以选择第一行进行展开,得到以下表达式:A=a11*M11-a12*M12+a13*M13-a14*M14其中,M11、M12、M13和M14分别表示代数余子式。
三、高斯消元法高斯消元法是一种用于解线性方程组的常用方法,同时也可以用于计算行列式。
高斯消元法的基本思想是通过一系列的初等行变换将行列式转化成一个上三角行列式,然后再计算行列式的对角线元素乘积。
例如,对于4阶行列式A来说,可以通过以下步骤将其转化为上三角行列式:1.将第一列除以a11,使a11变为1;2.将第一列乘以a22,并减去第二列乘以a12,使得第二行第一列的元素变为0;3.将第一列乘以a33,并减去第三列乘以a13,使得第三行第一列的元素变为0;4.将第一列乘以a44,并减去第四列乘以a14,使得第四行第一列的元素变为0;5.将第二行除以a22,使a22变为1;6.将第二行乘以a33,并减去第三行乘以a23,使得第三行第二列的元素变为0;7.将第二行乘以a44,并减去第四行乘以a24,使得第四行第二列的元素变为0;8.将第三行除以a33,使a33变为1;9.将第三行乘以a44,并减去第四行乘以a34,使得第四行第三列的元素变为0;10.将第四行除以a44,使a44变为1经过以上的变换,原行列式A转化为上三角行列式T。
四阶行列式及一种展开法
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四阶行列式及一种展开法
一、概念:
四阶行列式是一个按行列分解的矩阵,其宽度和高度均为4。
四阶行列式表示着一个
4×4的方阵F,可以用下面的公式来定义:
F=|a11 a12 a13 a14|
|a21 a22 a23 a24|
|a31 a32 a33 a34|
|a41 a42 a43 a44|
其中,每一个a都是实数,根据四阶行列式的性质,它有10种展开方式来计算其值:
二、转制分块法:
转制分块法又称为主元列分块法,它是根据主元列(也就是将行列式中最左边的一列
取出,剩下的三列分块,即公式)的转制而得到的一种展开法,它的展开公式为:
其中|a22 a23 a24|,|a21 a23 a24|,|a21 a22 a24|, |a21 a22 a23| 称为四阶行
列式的分块行列式,它们代表有关系统的运算,彼此之间使用加减符号相互抵消。
三、计算步骤
第二步:计算除主元列的外积,即计算a11,a12,a13,a14的值;
第三步:把上述计算的值相乘加减;
第四步:把四阶行列式的右边有关系统的值相乘,最终得出四阶行列式的值。
四、该展开法的优缺点
(1)分步运算,容易理解,便于计算;
(2)实际操作时,可以把四阶行列式的主元列的值先算出来,再算分块行列式的值,从而加快计算速度。
(1)该法需要计算多个行列式的值,所以计算量增加,实际计算时间延长;
(2)在计算过程中,计算量相对较大,容易出现计算错误等问题。
4阶行列式展开公式
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4阶行列式展开公式
我们要找出4阶行列式的展开公式。
首先,我们需要了解什么是行列式以及如何计算它。
行列式是一个由数字组成的方阵,通过一系列的代数运算,我们可以计算出这个方阵的值。
对于一个n阶行列式,其展开公式为:
D = a11A11 + a12A12 + a13A13 + ... + a1nA1n
+ a21A21 + a22A22 + a23A23 + ... + a2nA2n
+ a31A31 + a32A32 + a33A33 + ... + a3nA3n
+ ...
+ an1An1 + an2An2 + an3An3 + ... + annAnn
其中,aij是方阵中的元素,而Ai1, Ai2, ... Ain是去掉第i行和第j列后得到的(n-1)阶子方阵的行列式。
对于4阶行列式,我们可以使用上述公式来计算。
4阶行列式的展开公式为:
D = a11A11 + a12A12 + a13A13 + a14A14
+ a21A21 + a22A22 + a23A23 + a24A24
+ a31A31 + a32A32 + a33A33 + a34A34
+ a41A41 + a42A42 + a43A43 + a44A44
其中,aij是方阵中的元素,而Ai1, Ai2, Ai3, Ai4是去掉第i行和第j列后得到的3阶子方阵的行列式。
四阶行列式展开
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四阶行列式展开
四阶行列式的展开式:
D4=a11A11+a12A12+a13A13+a14A14=a11M11-a12M12+a13M13-a14M14,行列式在数学中,是一个函数,其定义域为det的矩阵A,取值为一个标量,写作det(A)或|A|。
无论是在线性代数、多项式理论,还是在微积分学中(比如说换元积分法中),行列式作为基本的数学工具,都有着重要的应用。
行列式可以看做是有向面积或体积的概念在一般的欧几里得空间中的推广。
或者说,在n维欧几里得空间中,行列式描述的是一个线性变换对“体积”所造成的影响。
四阶行列式展开方法:由对角线关系可知,在每一次所得的乘积中,每一个元素只能有两条线经过,所以一个元素只能在两个乘积中出现,共作三次图表。
可以得六项含有该元素,在n阶行列式中,当首选某一个元素为某一展开项中的元素时,其余元素的选择只能从余下的n-1阶子式中去选择n-1个元素组成该项,方法有(n-1)!种。
对于四阶行列式而言有(4-1)!=6种,所以按上述方法展开后共有24项。
四阶行列式万能公式
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四阶行列式万能公式```D=a₁₁a₂₂a₃₃a₄₄+a₁₂a₂₃a₃₄a₄₁+a₁₃a₂₄a₃₁a₄₂+a₁₄a₂₁a₃₂a₄₃-a₁₁a₂₂a₃₄a₄₃-a₁₂a₂₃a₃₁a₄₄-a₁₃a₂₄a₃₂a₄₁-a₁₄a₂₁a₃₃a₄₂```其中`a₁₁,a₁₂,a₁₃,a₁₄`代表矩阵第一行元素,`a₂₁,a₂₂,a₂₃,a₂₄`代表矩阵第二行元素,以此类推。
为了方便理解和运算,可以使用Sarrus法则和展开定理来计算四阶行列式。
下面我们将详细介绍这两种方法。
1. Sarrus法则Sarrus法则是一种简单的方法,可以帮助我们快速计算三阶及以下行列式。
但是对于四阶行列式,它稍显复杂,因此需要有一定的数学运算能力。
首先,复制前两列,并将复制后的两列添加到矩阵右侧,得到六列的矩阵如下:```a₁₁a₂₁a₃₁a₄₁a₁₁a₂₁a₁₂a₂₂a₃₂a₄₂a₁₂a₂₂a₁₃a₂₃a₃₃a₄₃a₁₃a₂₃a₁₄a₂₄a₃₄a₄₄a₁₄a₂₄```然后,将由复制列形成的对角线的乘积相加,并将由非对角线形成的乘积相减。
计算过程如下:```D=(a₁₁a₂₂a₃₃a₄₄+a₁₂a₂₃a₃₄a₄₁+a₁₃a₂₄a₃₁a₄₂+a₁₄a₂₁a₃₂a₄₃)-(a₁₄a₂₃a₃₂a₄₁+a₁₁a₂₄a₃₃a₄₂+a₁₂a₂₁a₃₄a₄₃+a₁₃a₂₂a₃₁a₄₄)```2.展开定理展开定理是一种逐步展开并计算行列式的方法。
可以根据行列式的性质,将其逐步拆分为较小的行列式,并计算得到最终结果。
首先,可以选择任意一行或一列作为展开基准线。
在这里,我们选择第一行作为基准线。
展开第一行,可以得到如下形式:```D=a₁₁(A₁₁-A₁₂+A₁₃)-a₁₂(A₁₂-A₂₃+A₂₄)+a₁₃(A₁₃-A₂₄+A₂₁)-a₁₄(A₁₄-A₂₁+A₂₂)```其中`A₁₁,A₁₂,A₁₃,A₁₄`分别是去掉第一行和对应列后剩余矩阵的行列式。
4阶行列式的计算方法
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4阶行列式的计算方法行列式是线性代数中的重要概念,它在矩阵理论、线性方程组、向量空间等方面都有广泛的应用。
在本文中,我们将重点讨论4阶行列式的计算方法,希望能够帮助读者更好地理解和掌握这一内容。
首先,我们来回顾一下行列式的定义。
对于一个n阶方阵A=[a_ij],其行列式记作|A|或det(A),定义为:|A| = a_11a_22...a_nn + a_12a_23...a_n1 + ... + (-1)^(n+1)a_1na_2(n-1)...a_(n-1)2a_n1。
其中,a_ij表示矩阵A的第i行第j列的元素,而(-1)^(n+1)是符号因子,当n为偶数时为正,当n为奇数时为负。
接下来,我们将介绍4阶行列式的计算方法。
对于4阶行列式,我们可以采用多种方法来计算,其中包括展开定理、按行(列)展开法、拉普拉斯定理等。
下面我们将逐一介绍这些方法。
首先是展开定理。
对于4阶行列式,我们可以利用展开定理来进行计算。
具体来说,我们可以选择其中一行(列)的元素,然后按照该行(列)的元素展开成多个3阶行列式的形式,然后再利用3阶行列式的计算方法来求解。
这种方法比较直观,但是计算量较大,需要进行多次3阶行列式的计算。
其次是按行(列)展开法。
这种方法是展开定理的具体应用,我们可以选择其中一行(列)的元素,然后按照该行(列)的元素展开成多个2阶行列式的形式,然后再利用2阶行列式的计算方法来求解。
这种方法相对来说计算量较小,但是需要进行多次2阶行列式的计算。
最后是拉普拉斯定理。
这种方法是利用代数余子式的概念来进行计算,具体来说,我们可以选择其中一行(列)的元素,然后利用代数余子式的概念来逐步简化计算,最终得到结果。
这种方法在理论上比较严谨,但是计算过程较为复杂。
综上所述,我们介绍了4阶行列式的计算方法,包括展开定理、按行(列)展开法、拉普拉斯定理等。
每种方法都有其特点和适用范围,读者可以根据具体情况选择合适的方法来进行计算。
4阶行列式的计算方法
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4阶行列式的计算方法行列式是线性代数中的重要概念,它在数学和工程领域中有着广泛的应用。
在本文中,我们将重点讨论4阶行列式的计算方法,希望能够帮助读者更好地理解和掌握这一内容。
首先,让我们回顾一下行列式的定义。
对于一个4阶行列式,我们可以将其表示为一个4x4的方阵,形式如下:| a1 b1 c1 d1 |。
| a2 b2 c2 d2 |。
| a3 b3 c3 d3 |。
| a4 b4 c4 d4 |。
其中,a1、b1、c1、d1等分别代表矩阵中的元素。
那么,如何计算这个4阶行列式的值呢?接下来,我们将介绍两种常用的计算方法。
方法一,按定义展开计算。
按照行列式的定义,我们可以按照如下方式展开计算4阶行列式的值:| a1 b1 c1 d1 |。
| a2 b2 c2 d2 |。
| a3 b3 c3 d3 |。
| a4 b4 c4 d4 |。
= a1 | b2 c2 d2 | b1 | a2 c2 d2 | + c1 | a2 b2 d2 | d1 | a2 b2 c2 |。
| b3 c3 d3 | | a3 c3 d3 | | a3 b3 d3 | | a3 b3 c3 |。
通过上述展开计算,我们可以得到4阶行列式的值。
这种方法比较直观,但在实际计算中可能会比较繁琐,尤其是对于更高阶的行列式。
方法二,利用性质简化计算。
除了按定义展开计算外,我们还可以利用行列式的性质来简化计算过程。
其中,最常用的是行列式的性质之一,行列式的性质之一,行列式中有两行(列)完全相同,那么此行列式的值为0。
基于这一性质,我们可以通过对行列式进行一系列的行变换,将其化简为上三角形式,然后利用上三角形行列式的性质求解。
这种方法相对来说更加高效,尤其适用于较大阶的行列式计算。
除了上述两种方法外,还有一些其他的计算方法,比如利用拉普拉斯展开、克拉默法则等。
在实际应用中,我们可以根据具体情况选择合适的方法来计算4阶行列式的值。
总结。
通过本文的介绍,我们对4阶行列式的计算方法有了更深入的了解。
计算4阶行列式公式的方法(一)
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计算4阶行列式公式的方法(一)计算4阶行列式公式详解引言行列式是线性代数中一个重要的概念,它在求解线性方程组以及矩阵的特征值和特征向量等问题中起到了关键作用。
本文将详细介绍计算4阶行列式的各种方法。
方法一:按定义计算根据行列式的定义,4阶行列式的计算可以通过对所有可能的排列进行求和来得到。
具体步骤如下: 1. 将4阶行列式按顺序记为A ,即A =∣∣∣∣∣∣a 11a 12a 13a 14a 21a 22a 23a 24a 31a 32a 33a 34a 41a 42a 43a 44∣∣∣∣∣∣。
2. 按照定义,将所有可能的排列列出,如:(1, 2, 3, 4),(1, 2, 4, 3),(1, 3, 2, 4),等等。
3. 对于每一个排列,根据正负规则,计算其对应的乘积并求和。
例如,对于排列(1, 2, 3, 4),乘积即为a 11⋅a 22⋅a 33⋅a 44。
4. 将所有排列的乘积求和得到最终结果。
方法二:按行(列)展开法按行(列)展开法是一种常用的计算行列式的方法。
它的思想是通过不断降阶来进行计算。
具体步骤如下: 1. 将4阶行列式按顺序记为A ,即A =∣∣∣∣∣∣a 11a 12a 13a 14a 21a 22a 23a 24a 31a 32a 33a 34a 41a 42a 43a 44∣∣∣∣∣∣。
2. 选取一行(列)进行展开,计算其每一项与其代数余子式之积,并根据正负规则求和。
例如,假设选取第一行进行展开,对于元素a 11,展开公式为a 11⋅∣∣∣∣a 22a 23a 24a 32a 33a 34a 42a 43a 44∣∣∣∣。
3. 对每一项的展开,根据正负规则求和得到最终结果。
方法三:对角线法则对角线法则是一种简便易行的计算4阶行列式的方法。
具体步骤如下: 1. 将4阶行列式按顺序记为A ,即A =∣∣∣∣∣∣a 11a 12a 13a 14a 21a 22a 23a 24a 31a 32a 33a 34a 41a 42a 43a 44∣∣∣∣∣∣。
计算4阶行列式公式的方法
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计算4阶行列式公式的方法行列式是线性代数中重要的概念之一,计算4阶行列式是其中的一个特殊情况。
本文将介绍如何计算4阶行列式的公式方法。
行列式是由方阵所确定的一个数,它是线性代数中重要的概念之一。
在实际应用中,我们经常需要计算行列式的值。
其中,计算4阶行列式是其中的一个特殊情况。
下面我们将介绍如何计算4阶行列式的公式方法。
设A为一个4阶方阵,其元素为a_ij,其中i和j分别表示行和列的索引。
那么,A的4阶行列式可以表示为:| a_11 a_12 a_13 a_14 || a_21 a_22 a_23 a_24 || a_31 a_32 a_33 a_34 || a_41 a_42 a_43 a_44 |计算4阶行列式的公式方法是通过对第一行(或第一列)的元素进行展开,得到4个3阶行列式,并按照一定规则进行求和。
下面我们将具体介绍这个方法。
首先,选取第一行的元素a_11作为展开的基准元素。
对于a_11,要计算它所在的小行列式D_11,即将第一行和第一列删去后剩下的3阶方阵的行列式。
同理,对于a_22,要计算它所在的小行列式D_22,即将第二行和第二列删去后剩下的3阶方阵的行列式。
以此类推,我们可以计算出4个小行列式D_11,D_22,D_33和D_44。
根据规则,我们需要给这4个小行列式分配正负号。
对于第一行的元素,其正负号为正;对于第二行的元素,其正负号为负;对于第三行的元素,其正负号为正;对于第四行的元素,其正负号为负。
因此,我们可以得到如下公式:det(A) = a_11 * D_11 - a_12 * D_12 + a_13 * D_13 - a_14 * D_14其中,D_12,D_13和D_14分别是将第一行删去后剩下的3阶方阵的行列式,并按照上述规则进行计算。
同理,D_21,D_23和D_24是将第二行删去后剩下的3阶方阵的行列式,D_31,D_32和D_34是将第三行删去后剩下的3阶方阵的行列式,D_41,D_42和D_43是将第四行删去后剩下的3阶方阵的行列式。
四阶行列式的展开法则
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求解四阶行列式是一项重要的数学技能,任何一个完整的理论课程都
会碰到四阶行列式的计算。
一般来说,四阶行列式是相对比较复杂的,但是有了展开法则之后就很容易做解决此类问题。
展开法则能够有效
地让四阶行列式变得容易理解,也就是简单化解决问题,用户可以用
有限的步骤计算出四阶行列式的结果。
展开法则实际上是将四阶行列式分隔成三个子问题,它将原始矩阵周
围的边缘分为四份,每份中有三个格子,最终得到三个二阶行列式。
然后分别计算这三个式子。
对这三个式子采用标准的展开法则,并把
行列式展开成完全乘法式而得到解,最后将它们相加得到四阶行列式
的解。
首先,确定行列式的边界,也就是确定要展开的位置。
然后,在边界
上确定三个二阶格子,使之成为一个三阶行列式。
接着,用一个技巧
从原行列式抽取对应的元素,这样就可以完成行列式的展开过程了,
分别计算出三个二阶行列式的式子,展开它们,最后把它们相加,就
可以求出原始行列式的解了。
通过展开法则可以简化求解四阶行列式的过程,每一个行列式都可以
用简单的步骤求得解,只需要对行列式的每个元素做乘法,就可以得
出答案。
因此,从某种意义上说,四阶行列式的求解变得更容易了。
四阶行列式的计算方法
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四阶行列式的计算方法
四阶行列式的计算方法如下:
1. 使用拉普拉斯展开定理。
根据拉普拉斯展开定理,可以将四阶行列式表示为一系列二阶行列式的和。
具体地,可以选择某一行或某一列展开,然后用二阶行列式表示剩余的元素。
2. 利用性质简化计算。
对于四阶行列式,可以利用行列式的性质来简化计算。
例如,可以交换两行或两列、用数乘一个行或列、用一个行或列加到另一个行或列上等。
3. 运用辅助行列式。
在计算四阶行列式时,可以利用辅助行列式来简化计算。
通过选择合适的行或列,可以将四阶行列式表示为三个二阶行列式的和或差,从而降低计算的复杂度。
4. 递归计算。
利用递归的方法,可以将四阶行列式表示为一系列更小阶的行列式。
这样可以简化计算过程,尤其是在计算机程序中实现行列式的计算时非常有用。
根据以上方法,可以相对简便地计算得到四阶行列式的值。
四阶行列式的计算方法
![四阶行列式的计算方法](https://img.taocdn.com/s3/m/628dcb5e6ad97f192279168884868762caaebb9b.png)
四阶行列式的计算方法行列式是线性代数中的一个重要概念,它在矩阵理论和方程组的求解中有着广泛的应用。
在行列式的计算中,四阶行列式是比较常见的一种,接下来我们将介绍四阶行列式的计算方法。
首先,我们来看一个四阶行列式的一般形式:$$。
\begin{vmatrix}。
a_{11} & a_{12} & a_{13} & a_{14} \\。
a_{21} & a_{22} & a_{23} & a_{24} \\。
a_{31} & a_{32} & a_{33} & a_{34} \\。
a_{41} & a_{42} & a_{43} & a_{44} \\。
\end{vmatrix}。
$$。
其中,$a_{ij}$表示第i行第j列的元素。
要计算这个四阶行列式,我们可以利用展开定理或者其他方法来进行计算。
一种常用的计算方法是利用代数余子式进行展开。
我们可以选择第一行或者第一列进行展开,然后利用代数余子式来逐步简化计算。
以第一行展开为例,展开的公式为:$$。
\begin{vmatrix}。
a_{11} & a_{12} & a_{13} & a_{14} \\。
a_{21} & a_{22} & a_{23} & a_{24} \\。
a_{31} & a_{32} & a_{33} & a_{34} \\。
a_{41} & a_{42} & a_{43} & a_{44} \\。
\end{vmatrix} = a_{11}A_{11} a_{12}A_{12} + a_{13}A_{13} a_{14}A_{14}。
$$。
其中,$A_{ij}$表示元素$a_{ij}$的代数余子式。
代数余子式的计算方法是将元素$a_{ij}$所在的行和列划去,然后计算剩下元素构成的子行列式,并乘以$(-1)^{i+j}$。
四阶行列式定义
![四阶行列式定义](https://img.taocdn.com/s3/m/cb98e7bdb8d528ea81c758f5f61fb7360a4c2b5d.png)
四阶行列式定义是指由4x4矩阵构成的行列式。
行列式是一种重要的数学工具,可以用于解决线性代数中的各种问题。
四阶行列式的定义和性质是理解和应用行列式的基础,下面将详细介绍。
1. 行列式的定义:四阶行列式由一个4x4的矩阵A = [a_{ij}] 构成,其中a_{ij}表示矩阵A中第 i行第 j 列的元素。
四阶行列式的定义可以通过展开原则来描述。
取矩阵A的第一行(或第一列)的各个元素与对应的代数余子式(即去掉第一行和第一列后所得到的3x3矩阵的行列式)相乘,再加上(-1)^{i+j},i为行标,j为列标。
即行列式的定义为:det(A) = a_{11}C_{11} - a_{12}C_{12} + a_{13}C_{13} - a_{14}C_{14}其中C_{ij}表示矩阵A的第 i 行第 j 列元素的代数余子式,可通过对应的3x3的矩阵计算得到。
2. 行列式的性质:四阶行列式具有一些有用的性质,这些性质能够帮助我们简化计算和分析问题。
性质1:行列式的值与行列式的元素交换位置无关,即行列式的值不变。
性质2:交换行列式的两行(或两列)的位置,行列式的值会改变符号。
性质3:若行列式的两行(或两列)相同,行列式的值为0。
性质4:若行列式有两行(或两列)线性相关,则行列式的值为0。
这些性质为行列式的计算和应用提供了便利。
3. 解题思路:为了更好理解行列式的计算和应用,我们可以通过一个具体的例子来演示。
假设我们有一个四阶行列式 A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13 14 15 16],我们需要计算它的值。
根据行列式的定义,我们选择第一行的元素与对应的代数余子式相乘并进行加减操作。
det(A) = 1*C_{11} - 2*C_{12} + 3*C_{13} - 4*C_{14}接下来,我们需要计算各个C_{ij}的值。
由于篇幅限制,我们这里只列举一个例子:C_{11} = det([6 7 8; 10 11 12; 14 15 16])通过类似的方法,我们可以计算出所有的代数余子式的值,并逐步带入行列式中。
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四阶行列式的一种展开法正文
四阶行列式的一种展开法
笔者通过学习与使用行列式的运算,从中悟出四阶行列式的一种展开法,此法只适宜对四阶行列式展开而言。
四阶行列式的计算,通常是在讲授了行列式的性质后,采取降阶的方法进行计算,难免计算的繁杂,有时,按以下介绍的方法,仍能达到快而准的效果。
具体方法如下:
四阶行列式:
a11
D4
a21a31a41
a12a22a32a42
a13a23a33a43
a14a24a34a44
第一次将该行列式前三列重复书写在该行列式的右边,可在前四列中作出两条对角线,然后在此七列中作出相应的平行线,可得(图表一):
a11a12a21a31a41a42a13a43
a14 44
a11a12224142a13a23a33(图表一)
作乘积关系,可得如下八项:
a11a22a33a44,a12a23a34a41,a13a24a31a42,a14a21a32a43,a41a32a23a14,a42a33a24a 11,a43a34a21a12,a44a31a22a13, 这八项的符号可由它们的下标排列的逆序数确定,不难知道,此八项的符号是正负相间的。
a11a12a21a31a41a42aa43
(图表二)
a44a11a12224142a13a23a3343
同前理可得如下八项:
a11a23a34a42,a13a24a32a41,a14a22a31a43,a12a21a33a44,a41a33a24a12,a43a34a22a 11,a14a32a21a13,a42a31a23a14, 这八项的符号可由它们的下标排列的逆序数确定,不难知道,此八项的符号仍是正负相间的。
第三次先将图表二中的第2、3、4列作一个轮换,即第2列变到第4列上去,第3列变到第2列上去,第4列变到第3列上去,这样可得到一个新的四列关系,尔后参照第一次的作法,可得图表三:
a21a313241a42a43a1444a11a12224142a13a23a33 1
四阶行列式的一种展开法正文
(图表三)
同前理可得如下八项:
a11a24a32a43,a14a22a33a41,a12a23a31a44,a13a21a34a42,a41a34a22a13,a44a32a23a 11,a42a33a21a14,a43a31a24a12, 这八项的符号可由它们的下标排列的逆序数确定,不难知道,此八项的符号仍是正负相间的。
综合三次变形,其符号确定方法,可得四阶行列式的及展开如下:
D4=a11a22a33a44-a12a23a34a41+a13a24a31a42-a14a21a32a43+a41a32a23a14-
a42a33a24a11
+a43a34a21a12-a44a31a22a13+a11a23a34a42-a13a24a32a41+a14a22a31a43-
a12a21a33a44
+a41a33a24a12-a43a34a22a11+a14a32a21a13-a42a31a23a14+a11a24a32a43-
a14a22a33a41
+a12a23a31a44-a13a21a34a42+a41a34a22a13-a44a32a23a11+a42a33a21a14-
a43a31a24a12
四阶行列式的展开式共有24项,全如上面所述结论式。
下面将从三个方面进行证明。
证明:
一、前述展开四阶行列式的结论中的每一项,均由四阶行列式中的元素组成,而且四个元素取自不同的排列。
由于每次排列的各列中,相邻4列始终没有相同的列,所以,组成每项的元素绝对不会相同。
即满足行列式的展开项的特征。
二、由所作出的对角线关系可知,在每一次所得的乘积中,每一个元素只能有两条线经过,所以,一个元素只能在两个乘积中出现,共作三次图表。
所以只能得六项含有该元素,在n阶行列式中,当首选某一个元素为某一展开项中的元素时,其余元素的选择只能从余下的n-1阶子式中去选择n-1个元素组成该项,方法有(n-1)!种。
对于四阶行列式而言,且有(4-1)!=6种,所以该展开法符合上述原则。
三、按上述三次所作的展开项中,每一项的行标的排列应为1234或4321,此二排列的逆序数为0和6,均为偶数,所以每一项的符号全由列标排列的逆序数确定,第一次所得的第一项的列标为1234,其逆序数为零,所以,该项前应冠以正号。
而第二项恰为将1234作一次向前的轮换而得的2341,由于是4个元素参与轮换,相当于作3次置换,逆序数发生改变,并由前偶数变为现今的奇数,所以,第二项前应冠以负号。
第三项又是对第二项的列标作一轮换而得到的列标,因此,就在该项前冠以正号,依此类推,前八项的符号为+,-,+,-,+,-,+,-,由于第二次与第二次所作的图表是在前一次的基础之上将234列作一轮换,而3个元素作一轮换相当于向前置换两次,逆序数的奇偶特性未发生改变,所以它们所得八项
的符号仍与第一次一样为正负相间的。
因此,展开式的第一项为正,第二项为负,第三项为正,第四项为负,依此下去,各项符号是正负相间的。
下面举例说明。
例1:计算四阶行列式:
四阶行列式的一种展开法正文
01D4=
11
解:D4=-1+1-1+1-1+1-1-1-1=-3 例2:计算四阶行列式:
1011110111 10
73D4=
55
展开图表如下:
6546373572 54
766337535655
(例题2图表一)
773732555554
(例题2图表二)
777635545446
(例题2图表三)
解:
D4=7∙6∙3∙4-6∙7∙5∙5+3∙2∙5∙6-7∙3∙4∙5+5∙4∙7∙7-6∙3∙2∙7 +5∙5∙3∙6-4∙5∙5∙3+7∙7∙5∙6-
3∙2∙4∙5+7∙5∙5∙5-6∙3∙3∙4 +5∙3∙2∙6-5∙5∙5∙7+4∙4∙3∙3-6∙5∙7∙7+7∙2∙4∙5-7∙5∙3∙5 +6∙7∙5∙4-
3∙3∙5∙6+5∙5∙5∙3-4∙4∙7∙7+6∙3∙3∙7-5∙5∙2∙6 =420-1056+180-420+980-252+450-300+1470-120+875-216+180-875+144 -1470+280-525+840-270+375-784+378-300 =-10
例3:计算四阶行列式:
四阶行列式的一种展开法正文
2-5433-475
D4=
4-985-32-5-3
展开图表如下:
34-3734
-22524478-5353
-5-2(例题3图表一)
--334
353235-4-9
(例题3图表二)
-2
-3
解:
(例题3图表三)
D4=2∙(-4)∙8∙3-(-5)∙7∙5∙(-3)+4∙5∙4∙2-3∙3∙(-9)∙(-5)+(-3)∙(-9)∙7∙5 -2∙8∙5∙2+(-5)∙5∙3∙(-5)-
3∙4∙(-4)∙4+2∙7∙5∙2-4∙5∙(-9)∙(-3) +3∙(-4)∙4∙(-5)-(-5)∙3∙8∙3+(-3)∙8∙5∙(-5)-(-5)∙5∙(-4)∙2+3∙(-9)3∙4 -2∙4∙7∙3+2∙5∙(-9)∙5-3∙(-4)∙8∙(-3)+(-5)∙7∙4∙3-4∙3∙5∙2 +(-3)∙5∙(-4)∙4-3∙(-
9)∙7∙2+2∙8∙3∙3-5∙4∙5∙(-5)
=-192-525+160-405+567-160+375+192+140-540+240+360+600-200-324 -168-430-288-420-120+240+378+144+500 =4
通过以上三例说明,该展开式简单易学,在未学习行列式性质之前,也能计算四阶行列式并加以应用。
此法容易记忆,很快地掌握四阶行列式的计算方法。
今作此文,方便计算四阶行列式时,减少繁杂的运算,提高运算速度。
但是五阶以上的行列式不能用此法,因为元素多,排列种数(全排列)增大,不可能用此简便的方法,将所给元素进行全排列。
2009年8月于水城。