行列式起源于线性方程组的求解,现在已经作为一个独立的概念在很多领域有所应用,本节对行列式只做综述,接下来的几节做具体阐述
(i) 1683年日本数学家关孝何在其书中首次提出行列式的概念。
(ii)1750年瑞士数学家克莱姆给出了行列式求解方程组的克莱姆法则
(iii)法国数学家范德蒙是第一个将行列式从方程组解独立出来的人
(iv)拉普拉斯将范德蒙的理论进行推广,并且提出"子式"的概念
(v)拉格朗日发现了行列式和以其列向量构成的四面体的体积之间的关系
(vi)柯西第一个将行列式表示成方阵的形式,并且使用了现在用的双重下标
(vii)雅克比提出雅克比行列式(雅克比矩阵的行列式),提出行列式在多重变量积分中的作用。
(viii)英语中行列式使用"determinant"始于高斯,之后柯西也是用这个词表示行列式,这个词是决定的意思。行列式叫做决定式似乎更加贴切、它决定了一个矩阵的很多性质。
(i) 对于一个矩阵A,它的行列式记做det(A)也可以写出完整形式:
(ii)行列式可以理解为一个多重线性映射(以后会具体介绍),域空间是一个标量值,因此行列式是一个标量值函数。
(iii)行列式可以理解为空间中向量组围城的空间的有向体积,也可以与有序单型的体积联系在一起。
(iii)行列式的值可以理解为线性映射导致的体积变化的系数。
(i)对于给定的矩阵A,行列式的展开计算如下(这种展开的定义是中涉及到数论中置换的概念):
其中Sn是集合{ 1, 2, ..., n }上置换的全体
(ii)余子式法(也叫做拉普拉斯展开,这是一种递归的定义,可以按照一行或者一列展开):
其中m表示矩阵的元素,C表示对应的余子式
下边列出行列式的几个常见应用:
(i)判断矩阵的可逆性:可逆矩阵的行列式不为零
(ii)利用克莱姆法则求解线性方程组
(iii)利用雅克比行列式求解非线性方程组(如:利用牛顿法)
(iiii)判断多项式的根是否存在