线代_行列式的几何意义

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行列式(Determinant),记作det(A)或|A|,是一个在方阵(n*n)上计算得到的标量。行列式可以看做是

有向面积或体积

的概念在一般的欧几里得空间中的推广。



书写法

矩阵A的行列式记作det(A),行列式经常使用竖直线记法

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行列式在二维欧氏空间的几何意义

在一个二维平面上,两个向量和的行列式是X=(a,c)和X′=(b,d)的行列式是:

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当系数是实数时,行列式表示的是向量X和X’形成的平行四边形的

有向面积

,并有如下性质:

  • 行列式为零当且仅当两个

    向量共线



    线性相关

    ),这时平行四边形退化成一条直线
  • 以逆时针方向为正向的话,将X逆时针“转到”X’处时,扫过的地方在平行四边形里为正,否则的话面积就是负的。
  • 行列式是一个双线性映射,也就是将其中的一个向量分成两个并提取单位向量,最后的面积之和是一样的
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行列式在三维欧氏空间的几何意义

在三维的有向空间中,三个三维向量的行列式是:

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当系数是实数时,行列式表示X、X’和X’’三个向量形成的平行六面体的有向体积,性质如下:


  • 行列式为零

    当且仅当三个向量

    共线

    或者

    共面

    (三者

    线性相关

    ),这时平行六面体退化为平面图形,

    体积为零

  • 有向体积的定义,根据右手定则来约定。比如右图中(u,v,w)所形成的平行六面体的体积是正的,而 (u,w,v)所形成的平行六面体的体积是负的。
  • 同样的也可以对几何体积和累加,其几何意义是指每组

    三个向量中

    如果有

    两个是重合

    的。

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参考:1、

维基



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