当a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32-a11a23a32-a12a21a33-a13a22a31≠0时,仍然利用消元法,可以得到方程组式(1.5)解的一般公式为
上述表达式记起来非常困难,为此引入3阶行列式.
定义1.2 称记号
为3阶行列式,用它表示代数和
a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32-a11a23a32-a12a21a33-a13a22a31,
即
式(1.7)称为3阶行列式的展开式.
在展开式(1.7)中,可以看到3阶行列式的值是3!项乘积的代数和,其中3项是正号,3项是负号,且每项都是不同行、不同列的3个元素的乘积.
式(1.7)可以用图1.2所示的画线方法帮助记忆,即3阶行列式的值等于其中三条实线联结的3个元素乘积之和与三条虚线连接的3个元素乘积之和的差,这个法则也称为3阶行列式的对角线法则.
类似二元线性方程组,记
图1.2(www.daowen.com)
当D≠0时,方程组(1.5)解的公式(1.6)就可以方便地表示为
其中Dj(j=1,2,3)是用线性方程组(1.5)的常数项b1,b2,b3替代D中第j列相应的元素所得到的3阶行列式.
[例1.2] 计算3阶行列式.
解 由3阶行列式的对角线法则,得
D=1×2×2+(-2)×1×3+3×2×0-3×2×3-(-2)×2×2-1×0×1=-12.
[例1.3] 利用行列式求解三元线性方程组
解 由3阶行列式的对角线法则,得=-25≠0,
由式(1.8)得方程组的解为
从以上叙述可以看出,引入2、3阶行列式的概念后,为表示和记忆二、三元线性方程组的解的公式带来了极大的便利.但是在实际问题中遇到的线性方程组,未知量往往不止三个,为把上述结果推广到n个方程、n个未知量的线性方程组
需要引入n阶行列式的定义.
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