【矩阵的代数余子式怎么求】在学习线性代数的过程中,矩阵的代数余子式是一个重要的概念,常用于计算行列式、逆矩阵等。本文将对“矩阵的代数余子式怎么求”进行简要总结,并通过表格形式清晰展示其计算方法。
一、什么是代数余子式?
对于一个 $ n \times n $ 的矩阵 $ A = (a_{ij}) $,其第 $ i $ 行第 $ j $ 列的代数余子式(Cofactor)记作 $ C_{ij} $,定义为:
$$
C_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij}
$$
其中,$ M_{ij} $ 是去掉第 $ i $ 行和第 $ j $ 列后所得到的 $ (n-1) \times (n-1) $ 矩阵的行列式,称为余子式。
二、代数余子式的计算步骤
步骤 | 操作说明 |
1 | 找出矩阵中某元素 $ a_{ij} $ 的位置,即第 $ i $ 行第 $ j $ 列。 |
2 | 去掉该元素所在的第 $ i $ 行和第 $ j $ 列,形成一个新的 $ (n-1) \times (n-1) $ 子矩阵。 |
3 | 计算这个子矩阵的行列式,得到余子式 $ M_{ij} $。 |
4 | 根据位置 $ i, j $ 的奇偶性,乘上符号 $ (-1)^{i+j} $,得到代数余子式 $ C_{ij} $。 |
三、举例说明
假设我们有一个 3×3 矩阵:
$$
A = \begin{bmatrix}
1 & 2 & 3 \\
4 & 5 & 6 \\
7 & 8 & 9 \\
\end{bmatrix}
$$
我们来计算元素 $ a_{22} = 5 $ 的代数余子式 $ C_{22} $。
1. 去掉第 2 行和第 2 列,得到子矩阵:
$$
\begin{bmatrix}
1 & 3 \\
7 & 9 \\
\end{bmatrix}
$$
2. 计算余子式:
$$
M_{22} = \det\begin{bmatrix}
1 & 3 \\
7 & 9 \\
\end{bmatrix} = (1 \cdot 9) - (3 \cdot 7) = 9 - 21 = -12
$$
3. 确定符号:因为 $ i=2, j=2 $,所以 $ (-1)^{2+2} = 1 $
4. 得到代数余子式:
$$
C_{22} = 1 \cdot (-12) = -12
$$
四、总结
概念 | 定义 | 公式 |
余子式 | 去掉某行某列后的子矩阵行列式 | $ M_{ij} = \det(A_{ij}) $ |
代数余子式 | 余子式乘以符号因子 | $ C_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij} $ |
通过以上步骤与示例,我们可以清晰地理解如何求矩阵的代数余子式。这一过程虽然需要一定的计算步骤,但只要掌握基本规则,就能快速准确地完成计算。