行列式有什么实际用处 什么矩阵需要行和列同时变换?

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行列式有什么实际用处

什么矩阵需要行和列同时变换?

什么矩阵需要行和列同时变换?

行列式中是可以同时行变换和列变换同时使用的。
矩阵的初等变换不能同时行变换和列变换同时使用的。
在使用时候,还是要分场合进行讨论:
1、求矩阵的秩可以行初等变换和列初等变换混用,因为“经初等变换矩阵的秩不变”。(一定要用可逆变换,否则至少自己保证安全性。)
2、对于行列式求值而言,可以随便使用行变换和列变换,以及其它手段。行列式的计算只要得出结果出来就行了,是否使用哪种方法要结合行列式乘积定理来理解。
3、如果是解线性方程组只能用初等行变换,才能保证同解。
4、如果求矩阵的逆矩阵也只能用初等行变换。
5、解方程组Axb,那么两种变换都可以用,但不是无条件的。比如行变换就要同时作用于系数矩阵和右端项,列变换则需要保留信息,以便最后求解的时候用。
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行列式的本质是解决什么问题?现实本质是什么?

这种问题很难讲,线性代数只是一套记号系统,很多问题当中都会产生出矩阵和行列式,所以你很难说哪个来源才是真正的本质
当然,如果为了比较深入地理解矩阵和行列式,我建议从线性映射(或变换)的几何意义入手
比如说,考虑R^n上的线性变换,yf(x)Ax,那么det(A)具有(有向)体积比的意义,也就是说,x的某个邻域U在这个映射下得到的像V(V是y的某个邻域)之间的有向体积的比det(A)vol(V)/vol(U),这里U和V的体积都带有定向
你在某些场合可能会看到行列式表示n维平行多胞体的有向体积,这和上述讲法是相容的,你可以理解为A的列恰好表示单位向量(单位阵I的列,也就是单位立方体的边)在映射A下的像,从而A把单位立方体映射到一个平行多胞体,两者的体积比就是那个平行多胞体的体积,如果det(A)lt0则表示中间出现了左右手系的切换
行列式的很多性质(比如行列式在错切变换下不变,交换两列时变号,以及行列式乘积定理det(AB)det(A)det(B),Cramer法则等)都可以用几何意义来理解
另外,上述解释不仅适用于线性变换,对于比较光滑的非线性变换yf(x)而言,Jacobi行列式的意义也是这样解释(映射前后体积微元的体积比),线性变换的Jacobi矩阵是常数矩阵,所以整套系统其实都是一回事