行列式是线性代数中一个非常重要的概念,其性质在理论和应用中都有重要意义。以下是行列式的主要性质,综合整理如下:
一、基本性质
转置性质 行列式与其转置行列式的值相等,即 $D = D^T$。这一性质表明行列式的行与列具有同等地位。
交换行(列)变号
交换行列式的两行(列),行列式的值变号。若交换 $i$ 行和 $j$ 行,则新行列式为 $(-1)^{i+j}D$。
数乘性质
若行列式某一行(列)中的元素都乘以同一个数 $k$,则行列式的值等于原来的行列式乘以 $k$。即 $|kA| = k^n|A|$,其中 $n$ 为行列式的阶数。
倍加性质
把行列式某一行(列)的元素乘以同一个数后加到另一行(列)的对应元素上,行列式的值不变。
零行(列)性质
若行列式中有两行(列)元素全为0,则行列式的值为0。
单位矩阵行列式
单位矩阵的行列式值为1,即 $|I| = 1$。
二、其他重要性质
比例性质
若行列式中有两行(列)元素对应成比例,则行列式的值为0。
拆分性质
若行列式某一行(列)的元素都是两数之和,则此行列式等于两个行列式之和。例如,若第 $i$ 行元素为 $a_{i1} + b_{i1}$ 和 $a_{i2} + b_{i2}$,则原行列式可拆分为两个行列式之和。
三角矩阵性质
- 上三角矩阵的行列式等于其主对角线上元素的乘积,即 $|A| = a_{11}a_{22}\cdots a_{nn}$。
- 下三角矩阵的行列式同样等于其主对角线上元素的乘积。
行列式为0的推论
- 若行列式某一行(列)有公因子 $k$,则可提取公因子;若两行(列)对应成比例或完全相同,则行列式为0。
三、特殊说明
行列式的几何意义: 二阶行列式表示平行四边形的面积,三阶行列式表示平行六面体的体积。数乘性质和拆分性质可理解为几何图形的线性变换。 置换矩阵行列式
以上性质为行列式计算和理论分析提供了重要工具,建议结合具体问题灵活运用。