接下来的一节,我们将学习n阶行列式的概念。在此之前,我们需要掌握一些预备知识。
假设我们有三个数字1、2、3,那么它们有多少种排列方式呢? - 1,2,3 - 1,3,2 - 2,1,3 - 2,3,1 - 3,1,2 - 3,2,1
如上所示,共有六种排列方式。n级排列的定义是: - 由n个不同的数字1、2、...、n组成的有序数组i1、i2、...、in
因此,上述的六种排列都属于三级排列。
在一个n级排列i1、i2、...、in中,如果有较大的数it排在较小的数is之后(is < it),则称it与is构成一个逆序。一个n级排列中所有逆序的总数称为它的逆序数,记作N(i1 i2 ... in)。
举例来说,对于五级排列25413,其逆序数为6,因为: - 2在1后面,构成一个逆序 - 5在4、1、3后面,构成3个逆序 - 4在1、3后面,构成2个逆序
例如: - N(123) = 0,因此123是偶排列 - N(321) = 3,因此321是奇排列
接下来,我们将逆序数和奇排列、偶排列的概念应用到行列式的计算中。
二阶行列式a11a22 - a12a21的计算方式是: - 如果N(j1 j2)为偶数,符号为正 - 如果N(j1 j2)为奇数,符号为负
例如: - a11a22中的列N(12) = 0,所以是正的 - a12a21中的列N(21) = 1,所以是负的
三阶行列式a11a22a33 - a11a23a32 + ... 的计算方式是: - 如果N(j1 j2 j3)为偶数,符号为正 - 如果N(j1 j2 j3)为奇数,符号为负
例如: - a11a22a33中的列N(123) = 0,所以是正的 - a11a23a32中的列N(132) = 1,所以是负的
n阶行列式的计算方式如下: - 总共有n!项,每项是由n个元素的乘积组成 - 通过N(j1 j2 ... jn)的奇偶性决定每项的正负 - 最终将n!项相加得到n阶行列式的值
通过上述内容,我们可以发现任意n阶行列式都是由n!项组成的,且每一项都是不同行和不同列的n个元素的乘积。其中,行是从1到n,列是j1、j2、...、jn,而j1、j2、...、jn是所有1到n列的n级排列之一。N(j1 j2 ... jn)的奇偶性决定了该项的正负。
在这里,我们将n级排列和奇排列、偶排列的概念应用到了n阶行列式中。我们可以通过这些概念来判断行列式的项数及其正负,实际操作时,也可以通过逐级降阶的方法来计算行列式。