Вычислите определитель матрицы третьего порядка двумя способами

Содержание
  1. Определитель матрицы онлайн
  2. Предупреждение
  3. Примеры вычисления определителя матрицы
  4. Онлайн калькулятор. Определитель матрицы. Детерминант матрицы.
  5. Найти определитель (детерминант) матрицы
  6. Ввод данных в калькулятор для вычисления определителя (детерминанта) матриц
  7. Дополнительные возможности калькулятора для вычисления определителя (детерминанта) матриц
  8. Теория. Определитель (детерминант) матрицы.
  9. Вычисление определителя матрицы 2×2
  10. Правило треугольника для вычисления определителя матрицы 3×3
  11. Вычисление определителя матрицы произвольного размера
  12. Методы вычисления определителя третьего порядка
  13. Методы вычисления определителей
  14. Вычисления определителей второго порядка
  15. Методы вычисления определителей третьего порядка
  16. Правило треугольника
  17. Правило Саррюса
  18. Разложение определителя по строке или столбцу
  19. Разложение определителя по элементам строки или столбца
  20. Приведение определителя к треугольному виду
  21. Теорема Лапласа

Определитель матрицы онлайн

Данный онлайн калькулятор вычисляет определитель матрицы. Дается подробное решение. Для вычисления определителя матрицы выбирайте порядок (размер) квадратной матрицы. Введите данные в ячейки. Выберите метод решения и нажмите на кнопку «Вычислить». Теоретическую часть смотрите на странице определитель матрицы.

Предупреждение

Инструкция ввода данных. Числа вводятся в виде целых чисел (примеры: 487, 5, -7623 и т.д.), десятичных чисел (напр. 67., 102.54 и т.д.) или дробей. Дробь нужно набирать в виде a/b, где a и b целые или десятичные числа. Примеры 45/5, 6.6/76.4, -7/6.7 и т.д.

Примеры вычисления определителя матрицы

Пример 1. Найти определитель матрицы

.

Для вычисления определителя матрицы, приведем матрицу к верхнему треугольному виду.

Выбираем самый большой по модулю ведущий элемент столбца 1. Для этого меняем местами строки 1 и 2. При этом меняется знак определителя на «−»:

.

Исключим элементы 1-го столбца матрицы ниже главной диагонали. Для этого сложим строки 2,3 со строкой 1, умноженной на -1/78,-2/78 соответственно:

.

Исключим элементы 2-го столбца матрицы ниже главной диагонали. Для этого сложим строку 3 со строкой 2, умноженной на -5928/9048:

.

Мы привели матрицу к верхнему треугольному виду. Определитель матрицы равен произведению всех элементов главной диагонали (учитывая знак определителя):

.

Пример 2. Найти определитель матрицы A, разложением определителя по первой строке:

.

Для вычисления определителя матрицы методом разложения по первой строке, вычисляем произведение каждого элемента первой строки на соответствующее алгебраическое дополнение и суммируем полученные результаты:

Источник

Онлайн калькулятор. Определитель матрицы. Детерминант матрицы.

Используя этот онлайн калькулятор для вычисления определителя (детерминанта) матриц, вы сможете очень просто и быстро найти определитель (детерминант) матрицы.

Воспользовавшись онлайн калькулятором для вычисления определителя (детерминанта) матриц, вы получите детальное решение вашей задачи, которое позволит понять алгоритм решения задач на транспонирование матриц, а также закрепить пройденный материал.

Найти определитель (детерминант) матрицы

Введите значения Матрицы:

Ввод данных в калькулятор для вычисления определителя (детерминанта) матриц

В онлайн калькулятор вводить можно числа или дроби. Более подробно читайте в правилах ввода чисел.

Дополнительные возможности калькулятора для вычисления определителя (детерминанта) матриц

  • Между полями для ввода можно перемещаться нажимая клавиши , , и на клавиатуре.

Теория. Определитель (детерминант) матрицы.

Вычисление определителя матрицы 2×2

Для матрицы 2×2 значение определителя равно разности произведений элементов главной и побочной диагоналей:

∆ =
a 11 a 12
a 21 a 22
= a 11· a 22 — a 12· a 21
Читайте также:  Способ поглощения пищи у растений грибов животных

Правило треугольника для вычисления определителя матрицы 3×3

Для матрицы 3×3 значение определителя равно сумме произведений элементов главной диагонали и произведений элементов лежащих на треугольниках с гранью параллельной главной диагонали, от которой вычитается произведение элементов побочной диагонали и произведение элементов лежащих на треугольниках с гранью параллельной побочной диагонали.

+

∆ =
a 11 a 12 a 13
a 21 a 22 a 23
a 31 a 32 a 33
=

Вычисление определителя матрицы произвольного размера

Вводить можно числа или дроби (-2.4, 5/7, . ). Более подробно читайте в правилах ввода чисел.

Источник

Методы вычисления определителя третьего порядка

Определители и способы их вычисления

Определитель – это число, соответствующее квадратной матрице, вычисленное определенным образом.

Определителем второго порядка называется число, определяемое равенством:

.

Пример 3.1.

.

Определителем третьего порядка называется число, определяемое квадратной матрицей третьего порядка.

1.Метод треугольников (метод Саррюса)

То есть, если элементы определителя третьего порядка записать в таблицу , то правило его вычисления может быть представлено на рисунке 1, и определитель будет равен алгебраической сумме всех произведений, причем произведения первой таблицы берут со знаком “+”, а второй – со знаком “–”.

Рис. 1

Это правило называется правилом Саррюса.

2. Метод дописывания двух столбцов.

Этот способ вычисления определителя третьего порядка заключается в дописывании первых двух столбцов определителя и нахождении суммы произведений по главной диагонали и параллелях к ней за вычетом суммы произведений побочной диагонали и параллелях к ней, т.е.

Пример 3.2. Вычислить определитель двумя способами

3. Третий способ вычисления определителя основан на теореме разложения.

Минором элемента определителя называется определитель, полученный из данного путем вычеркивания -й строки и -го столбца, на пересечении которых расположен этот элемент.

Например, минором элемента определителя

,

т.е. из исходного определителя были вычеркнуты вторая строка и третий столбец.

Алгебраическим дополнением элемента называется минор этого элемента, умноженный на . То есть, если сумма номеров строки и столбца, на пересечении которых стоит этот элемент является четным числом, то минор берут со знаком “+”, а если нечетным, то со знаком “–”.

При этом полезно иметь в виду следующую схему:

где знаком плюс отмечены места тех элементов, для которых алгебраические дополнения равны минорам, взятым с их собственным знаком; и знаком минус те, для которых алгебраические дополнения равны минорам, взятым с противоположным знаком.
Теорема разложения Определитель равен сумме произведений элементов какой-либо строки (столбца) на их алгебраические дополнения.

Пример 3.3. Вычислить определитель путем разложения: а) по второй строке; б) по третьему столбцу.

а)

б)

Замечание. Если в задании не указано, по какому столбцу (строке) проводить разложение, то лучше выбирать столбец (строку) с большим числом нулей.

Определитель -го порядка задается квадратной таблицей чисел (элементов определителя), имеющей строк и столбцов, обозначается символом

.

Вычисление определителей порядка больше 3, рекомендуется проводить с помощью теоремы разложения.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Читайте также:  Стим способ оплаты картой

Источник

Методы вычисления определителей

В общем случае правило вычисления определителей $n$-го порядка является довольно громоздким. Для определителей второго и третьего порядка существуют рациональные способы их вычислений.

Вычисления определителей второго порядка

Чтобы вычислить определитель матрицы второго порядка, надо от произведения элементов главной диагонали отнять произведение элементов побочной диагонали:

Задание. Вычислить определитель второго порядка $\left| \begin <11>& <-2>\\ <7>& <5>\end\right|$

Решение. $\left| \begin <11>& <-2>\\ <7>& <5>\end\right|=11 \cdot 5-(-2) \cdot 7=55+14=69$

Методы вычисления определителей третьего порядка

Для вычисления определителей третьего порядка существует такие правила.

Правило треугольника

Схематически это правило можно изобразить следующим образом:

Произведение элементов в первом определителе, которые соединены прямыми, берется со знаком «плюс»; аналогично, для второго определителя — соответствующие произведения берутся со знаком «минус», т.е.

Методы вычисления определителей не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!

Задание. Вычислить определитель $\left| \begin <3>& <3>& <-1>\\ <4>& <1>& <3>\\ <1>& <-2>& <-2>\end\right|$ методом треугольников.

Решение. $\left| \begin <3>& <3>& <-1>\\ <4>& <1>& <3>\\ <1>& <-2>& <-2>\end\right|=3 \cdot 1 \cdot(-2)+4 \cdot(-2) \cdot(-1)+$

$$+3 \cdot 3 \cdot 1-(-1) \cdot 1 \cdot 1-3 \cdot(-2) \cdot 3-4 \cdot 3 \cdot(-2)=54$$

Правило Саррюса

Справа от определителя дописывают первых два столбца и произведения элементов на главной диагонали и на диагоналях, ей параллельных, берут со знаком «плюс»; а произведения элементов побочной диагонали и диагоналей, ей параллельных, со знаком «минус»:

Задание. Вычислить определитель $\left| \begin <3>& <3>& <-1>\\ <4>& <1>& <3>\\ <1>& <-2>& <-2>\end\right|$ с помощью правила Саррюса.

Решение.

$$+(-1) \cdot 4 \cdot(-2)-(-1) \cdot 1 \cdot 1-3 \cdot 3 \cdot(-2)-3 \cdot 4 \cdot(-2)=54$$

Разложение определителя по строке или столбцу

Определитель равен сумме произведений элементов строки определителя на их алгебраические дополнения. Обычно выбирают ту строку/столбец, в которой/ом есть нули. Строку или столбец, по которой/ому ведется разложение, будет обозначать стрелкой.

Задание. Разложив по первой строке, вычислить определитель $\left| \begin <1>& <2>& <3>\\ <4>& <5>& <6>\\ <7>& <8>& <9>\end\right|$

Решение. $\left| \begin <1>& <2>& <3>\\ <4>& <5>& <6>\\ <7>& <8>& <9>\end\right| \leftarrow=a_ <11>\cdot A_<11>+a_ <12>\cdot A_<12>+a_ <13>\cdot A_<13>=$

Этот метод позволяет вычисление определителя свести к вычислению определителя более низкого порядка.

Задание. Вычислить определитель $\left| \begin <1>& <2>& <3>\\ <4>& <5>& <6>\\ <7>& <8>& <9>\end\right|$

Решение. Выполним следующие преобразования над строками определителя: из второй строки отнимем четыре первых, а из третьей первую строку, умноженную на семь, в результате, согласно свойствам определителя, получим определитель, равный данному.

Определитель равен нулю, так как вторая и третья строки являются пропорциональными.

Для вычисления определителей четвертого порядка и выше применяется либо разложение по строке/столбцу, либо приведение к треугольному виду, либо с помощью теоремы Лапласа.

Разложение определителя по элементам строки или столбца

Задание. Вычислить определитель $\left| \begin <9>& <8>& <7>& <6>\\ <5>& <4>& <3>& <2>\\ <1>& <0>& <1>& <2>\\ <3>& <4>& <5>& <6>\end\right|$ , разложив его по элементам какой-то строки или какого-то столбца.

Читайте также:  Какими способами можно получить метан

Решение. Предварительно выполним элементарные преобразования над строками определителя, сделав как можно больше нулей либо в строке, либо в столбце. Для этого вначале от первой строки отнимем девять третьих, от второй — пять третьих и от четвертой — три третьих строки, получаем:

Полученный определитель разложим по элементам первого столбца:

Полученный определитель третьего порядка также разложим по элементам строки и столбца, предварительно получив нули, например, в первом столбце. Для этого от первой строки отнимаем две вторые строки, а от третьей — вторую:

$$=4 \cdot(2 \cdot 8-4 \cdot 4)=0$$

Последний и предпоследний определители можно было бы и не вычислять, а сразу сделать вывод о том, что они равны нулю, так как содержат пропорциональные строки.

Приведение определителя к треугольному виду

С помощью элементарных преобразований над строками или столбцами определитель приводится к треугольному виду и тогда его значение, согласно свойствам определителя, равно произведению элементов стоящих на главной диагонали.

Задание. Вычислить определитель $\Delta=\left| \begin <-2>& <1>& <3>& <2>\\ <3>& <0>& <-1>& <2>\\ <-5>& <2>& <3>& <0>\\ <4>& <-1>& <2>& <-3>\end\right|$ приведением его к треугольному виду.

Решение. Сначала делаем нули в первом столбце под главной диагональю. Все преобразования будет выполнять проще, если элемент $a_<11>$ будет равен 1. Для этого мы поменяем местами первый и второй столбцы определителя, что, согласно свойствам определителя, приведет к тому, что он сменит знак на противоположный:

Далее получим нули в первом столбце, кроме элемента $a_<11>$ , для этого из третьей строки вычтем две первых, а к четвертой строке прибавим первую, будем иметь:

Далее получаем нули во втором столбце на месте элементов, стоящих под главной диагональю. И снова, если диагональный элемент будет равен $\pm 1$ , то вычисления будут более простыми. Для этого меняем местами вторую и третью строки (и при этом меняется на противоположный знак определителя):

Далее делаем нули во втором столбце под главной диагональю, для этого поступаем следующим образом: к третьей строке прибавляем три вторых, а к четвертой — две вторых строки, получаем:

Далее из третьей строки выносим (-10) за определитель и делаем нули в третьем столбце под главной диагональю, а для этого к последней строке прибавляем третью:

Ответ. $\Delta=-80$

Теорема Лапласа

Пусть $\Delta$ — определитель $n$-го порядка. Выберем в нем произвольные $k$ строк (или столбцов), причем $k \leq n-1$ . Тогда сумма произведений всех миноров $k$-го порядка, которые содержатся в выбранных $k$ строках (столбцах), на их алгебраические дополнения равна определителю.

Задание. Используя теорему Лапласа, вычислить определитель $\left| \begin <2>& <3>& <0>& <4>& <5>\\ <0>& <1>& <0>& <-1>& <2>\\ <3>& <2>& <1>& <0>& <1>\\ <0>& <4>& <0>& <-5>& <0>\\ <1>& <1>& <2>& <-2>& <1>\end\right|$

Решение. Выберем в данном определителе пятого порядка две строки — вторую и третью, тогда получаем (слагаемые, которые равны нулю, опускаем):

Источник

Оцените статью
Разные способы