行列式计算器

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输入方阵,查看 2×2 和 3×3 行列式的分步讲解,理解余子式展开、行变换和矩阵可逆性。

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输入题目

determinant calculator

det(A) = ad − bc

2×2 行列式

3×3 余子式展开

更大方阵与行变换

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输入方阵,查看 2×2 和 3×3 行列式的分步讲解,理解余子式展开、行变换和矩阵可逆性。 保留分数,避免过早取小数。AI 解答可能出错,重要结果请独立验算。

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选择你要计算的内容

输入方阵,查看 2×2 和 3×3 行列式的分步讲解,理解余子式展开、行变换和矩阵可逆性。

01ad − bc

2×2 行列式

主对角线乘积减去另一条对角线乘积,结果可以为负。

02+ − +

3×3 余子式展开

先求子式,再按 +、−、+ 的符号展开;萨鲁斯法则仅适用于 3×3。

03det(U) = ∏uᵢᵢ

更大方阵与行变换

可用消元化为三角矩阵;换行和缩放产生的因子必须保留。

04det(A) = 0 ⇔ singular

奇异性与几何意义

行列式为零表示方阵不可逆;绝对值表示面积或体积缩放倍数。

方法

输入与验算步骤

保留分数,避免过早取小数。AI 解答可能出错,重要结果请独立验算。

  1. 1

    输入完整矩阵

    A ∈ ℝⁿˣⁿ

    每组方括号是一行,保留负号和分数;解方程组时还需右端向量。

  2. 2

    说明运算和方法

    Cᵢⱼ = (−1)ⁱ⁺ʲ Mᵢⱼ

    写明要找的结果、指定方法,以及在实数还是复数范围内计算。

  3. 3

    逐步检查推导

    Rᵢ ↔ Rⱼ ⇒ −det(A)

    对照原矩阵检查每次行变换、符号和自由变量。

  4. 4

    代回验证

    det(A) ≠ 0 ⇒ A⁻¹

    将结果代回原式;逆矩阵检查乘积,特征向量检查 Av = λv。

保留分数,避免过早取小数。AI 解答可能出错,重要结果请独立验算。

公式速查

公式与适用条件

保留分数,避免过早取小数。AI 解答可能出错,重要结果请独立验算。

2×2 公式

det([[a,b],[c,d]]) = ad − bc

主对角线乘积减去另一条对角线乘积,结果可以为负。

余子式展开

det(A) = Σⱼ aᵢⱼ(−1)ⁱ⁺ʲMᵢⱼ

先求子式,再按 +、−、+ 的符号展开;萨鲁斯法则仅适用于 3×3。

行替换

Rᵢ ← Rᵢ + kRⱼ

i ≠ j; det(A′) = det(A)

三角矩阵

det(U) = u₁₁u₂₂…uₙₙ

可用消元化为三角矩阵;换行和缩放产生的因子必须保留。

例题

完整例题

保留分数,避免过早取小数。AI 解答可能出错,重要结果请独立验算。

例题 1

det([[2,1],[1,3]])

用 ad−bc 求值,再用消元验算。

  1. a = 2; b = 1; c = 1; d = 3
  2. ad − bc = 2·3 − 1·1 = 5

结果: det(A) = 5 ≠ 0

验算: R₂ ← R₂ − ½R₁: 2·(5/2) = 5

例题 2

det([[1,2,0],[0,3,4],[5,0,6]])

逐项展示子式和交替符号。

  1. (+ , − , +)
  2. M₁₁ = 3·6 − 4·0 = 18; M₁₂ = 0·6 − 4·5 = −20
  3. det(A) = 1·18 − 2·(−20) + 0 = 58

结果: det(A) = 58 ≠ 0

验算: R₃ ← R₃ − 5R₁; R₃ ← R₃ + (10/3)R₂: 1·3·(58/3) = 58

例题 3

det([[1,2,3],[2,4,6],[0,1,1]])

第二行是第一行的两倍,所以矩阵奇异。

  1. R₂ = 2R₁
  2. R₂ ← R₂ − 2R₁: R₂ = [0,0,0]
  3. det(A) = 0

结果: det(A) = 0

验算: 1·(4−6) − 2·(2−0) + 3·(2−0) = 0

需要注意的常见错误

保留分数,避免过早取小数。AI 解答可能出错,重要结果请独立验算。

先看矩阵维度

行列式和特征值要求方阵;乘法要求中间维度相等。

不要丢负号和因子

行交换、行缩放、余子式展开都可能改变符号或数值。

不要跳过验算

代回原式检查;求特征向量时还要排除零向量。