LINEAR ALGEBRA LAB
LINEAR ALGEBRA / 03

一个数,读懂空间的变化。

行列式告诉你:面积放大了多少,方向是否翻转,空间有没有被压扁。

交互式学习
det

行列式实验

A2 × 2

修改矩阵,观察计算与几何变化。

det(A)3方向保持
面积缩放 3 倍

行列式的绝对值是缩放倍数,符号表示方向。原始单位正方形的面积是 1。

e₁′e₂′A(e₁+e₂)0xy1
变换后的 e₁变换后的 e₂原始网格

虚线:原始单位正方形 · 橙色:变换后的平行四边形

THE CALCULATION

交叉相乘,再相减。

ad − bc
det(A) =2 × 2 − 1 × 1= 3

主对角线两项的乘积,减去另一条对角线两项的乘积。交换两列,结果的符号会翻转。

为什么大矩阵通常不用这种方法?

这里的 2 × 2、3 × 3 是固定尺寸,直接计算很清楚。递归余子式展开推广到 n × n 后,计算量按阶乘级增长。实际数值计算常用带选主元的高斯消元,时间复杂度 O(n³);行交换会改变行列式符号。本页使用余子式展开,未运行高斯消元。

0 不是一个普通的结果。

当 det(A) = 0,矩阵无法恢复所有原始信息,也就没有逆矩阵。试着把两列改成相同的数字,看面积如何消失。很小的非零数使用科学计数法;浮点计算仍可能有舍入误差。

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