线代高手进,问个实际的问题

行列式的本质是什么?为什么要定义成那么怪的形式?还有他映射了现实生活中的那些东西?
请从本质上说明行列式到底是个什么东西,别说什么多做题就行了之类的话。为什么行列式的符号和绝对值的符号是一样的,它们之间是否有什么本质上一样的东西。谢谢

从抽象一点的角度看,行列式det本质是一个定义域为n阶方阵的函数,并且满足如下三个条件:(请注意,n阶方阵可以看作n个n维的列向量)

(1). 列线性。即此函数关于列向量是线性的。
(2). 反对称。即此函数关于列向量反对称,也就是说交换相邻两列,det变为相反数。
(3). det(I)=1.

可以证明,满足这三个条件的函数是存在且唯一的,就是行列式函数。这个可以作为行列式的定义,虽然有点抽象,但这种观点较高,反映了更深的本质。另外,定义中的"列"都换成"行“也是可以的~~

行列式的直观意义其实很明显。把n阶方阵看作n个n维的向量(列或行均可),它的行列式刻画了这n个向量”张成“的平行多面体的”n维有向体积". 它的一个推论就是:一方阵满秩当且仅当其行列式非0.

以n=2或3为例,当n=2时,2阶方阵的行列式就相当于它的2个列向量(或行向量)张成的平行四边形的有向面积。而当n=3时,3阶方阵的行列式就相当于它的3个列向量(或行向量)张成的平行六面体的有向体积,也就是这三个向量的混合积。

以上是比较好理解的直观,下面说的一些或许LZ暂时理解起来有难度~~

方阵可以看做线性变换的一种表示(取定一组基后)。按这种观点,行列式是这个线性变换对体积元的拉伸或压缩系数。所以在多元定积分上,对积分变量做变换以后要乘上该变换行列式的绝对值。

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至于和绝对值符号一样,这绝对是个意外……形式怪嘛,这个木有办法:( 谁让你非要写成全展开式呢~O(∩_∩)O~其实用多了也就不觉得怪了。

多说几句~LZ能提出这样的问题是非常赞的!说明很善于思考。估计你用的线性代数/高等代数的教材是一上来就讲行列式那种,也没有说它的直观意义和深层次背景。如果想了解得稍深一点,不妨看看北大版《高等代数简明教程》一书(蓝以中著),此书作为入门教材观点高一些,那里就是按我说的抽象的方法定义行列式的。不止如此,那本书比较重视线性映射与线性变换,对于线性代数整体的理解也很有帮助。追问

果然还是有高手啊,前面的部分我真不太理解,你说的面积那个地方我有点感悟,之前知道平面上三点ABC构成的三角形可以用S=1/2 * (AB * AC)来算面积, 空间中ABCD构成的三菱体可以用V=1/6 * AB,AC,AD的混合积来求体积,这样算下来还真是一致(好像6个三菱锥加起来就是一个平行6面体啊),不知道是不是这样理解的

另外想问下有没有相关的书来介绍这部分的内容呢,谢谢

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第1个回答  2011-10-07
这个问题…呵呵,行列式的本质应该是对一组取值为标量的线性函数的线性运算。说实话,每一个刚学行列式的学生都对他的定义不理解……有什么办法…他看起来是很抽象的一个问题,其实,他比高数简单多了,做题做多了,你就会发现他的题目类型很固定,套路更是固定的。
你如果问他在现实生活中的映射,你们可能接触的还很基础,行列式在生活中还是有用的,比如,工厂生产了一批各种厚度的钢材,让你估算最优取厚范围,就能用到行列式。大学学习的行列式主要还是为高数打基础的。
总之一句话:存在的,就是合理的,就是有用的!
呵呵,希望我的回答能够对你有所帮助!
第2个回答  2011-10-06
行列式其实是线性方程线的系数,列成行列式可以方便多元线性方程线求解的探讨。
映射了现实生活中多元方程求解及最优解
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