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三阶行列式怎么计算

三阶行列式的计算是线性代数中的一个基本内容,它在解决方程组、变换几何图形等问题中有着广泛的应用。三阶行列式通常是指一个3x3的矩阵(即矩阵有3行3列),其计算方法相对简单,可以通过以下步骤进行:

假设有一个三阶行列式D,它的形式如下:

\[ D = \begin{vmatrix}

a_{11} & a_{12} & a_{13} \\

a_{21} & a_{22} & a_{23} \\

a_{31} & a_{32} & a_{33}

\end{vmatrix} \]

其计算公式为:

\[ D = a_{11} \cdot \begin{vmatrix}

a_{22} & a_{23} \\

a_{32} & a_{33}

\end{vmatrix}

- a_{12} \cdot \begin{vmatrix}

a_{21} & a_{23} \\

a_{31} & a_{33}

\end{vmatrix}

+ a_{13} \cdot \begin{vmatrix}

a_{21} & a_{22} \\

a_{31} & a_{32}

\end{vmatrix} \]

其中,每个小的2x2行列式(即上面公式中的子行列式)的计算方式为两个对角线元素的乘积之差,具体来说:

\[ \begin{vmatrix}

a & b \\

c & d

\end{vmatrix} = ad - bc \]

因此,对于上述三阶行列式D,我们可以将其展开为:

\[ D = a_{11}(a_{22}a_{33} - a_{23}a_{32}) - a_{12}(a_{21}a_{33} - a_{23}a_{31}) + a_{13}(a_{21}a_{32} - a_{22}a_{31}) \]

这种计算方法被称为“拉普拉斯展开”,通过这种方式,可以将复杂的三阶行列式问题简化为几个简单的二阶行列式的计算。

例如,对于行列式

\[ D = \begin{vmatrix}

1 & 2 & 3 \\

4 & 5 & 6 \\

7 & 8 & 9

\end{vmatrix} \]

根据上述公式,我们有:

\[ D = 1 \cdot (5 \cdot 9 - 6 \cdot 8) - 2 \cdot (4 \cdot 9 - 6 \cdot 7) + 3 \cdot (4 \cdot 8 - 5 \cdot 7) \]

\[ = 1 \cdot (45 - 48) - 2 \cdot (36 - 42) + 3 \cdot (32 - 35) \]

\[ = 1 \cdot (-3) - 2 \cdot (-6) + 3 \cdot (-3) \]

\[ = -3 + 12 - 9 \]

\[ = 0 \]

这样就完成了这个三阶行列式的计算。

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