Для вычисления определителей квадратных матриц порядка меньше или равного 3 (n≤3) у нас есть несколько практических правил выполнения этих вычислений. Однако, когда порядок больше 3 (n> 3), многие из этих правил неприменимы.
Итак, мы увидим теорему Лапласа, которая, используя концепцию кофактора, приводит вычисление определителей к правилам, применимым к любым квадратным матрицам.
Теорема Лапласа состоит в выборе одной из строк (строки или столбца) матрицы и сложении произведений элементов этой строки на их соответствующие кофакторы.
Алгебраическая иллюстрация:
![](/f/fc0e638960c4c54c608602665c488fd8.jpg)
Давайте посмотрим на пример:
Вычислите определитель матрицы C, используя теорему Лапласа:
![](/f/09fbe287cc6628ae9ce9ed0e47e0ec94.jpg)
Согласно теореме Лапласа, мы должны выбрать строку (строку или столбец) для вычисления определителя. Воспользуемся первым столбцом:
![](/f/0b314db191c1303f40e5f869a63bd127.jpg)
Нам нужно найти значения кофактора:
![](/f/4e4777193fbf8938e9fa0ccf71188a8d.jpg)
![](/f/3ec59bfe4d8623e16aeb52e6e3ed45f1.jpg)
![](/f/35dca611d993bc73bdbd83c358385b55.jpg)
Таким образом, по теореме Лапласа определитель матрицы C определяется следующим выражением:
![](/f/480cd1383d9bc3635d19c7a51bb6bcd5.jpg)
Обратите внимание, что не было необходимости вычислять сомножитель матричного элемента, который был равен нулю, в конце концов, когда мы умножаем сомножитель, результат в любом случае будет равен нулю. Поэтому, когда мы сталкиваемся с матрицами, в одной из строк которых много нулей, использование теоремы Лапласа становится интересным, так как не нужно будет вычислять несколько кофакторы.
Давайте посмотрим на пример этого факта:
Вычислите определитель матрицы B, используя теорему Лапласа:
![](/f/ef09f6c03b56b6e1314c7161e06306fd.jpg)
Обратите внимание, что второй столбец - это строка с наибольшим количеством нулей, поэтому мы будем использовать эту строку для вычисления определителя матрицы с помощью теоремы Лапласа.
![](/f/176aed088cb3db1c19c9dbf2ba10f742.jpg)
Следовательно, чтобы определить определитель матрицы B, просто найдите кофактор A22.
![](/f/b5288a0a0767f88b2fb6819b81e9da1e.jpg)
Таким образом, мы можем завершить вычисления определителя:
Det B = (- 1). (- 65) = 65
Габриэль Алессандро де Оливейра
Окончил математику
Бразильская школьная команда
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/matematica/teorema-laplace.htm