Kalkulator Wyznacznika

O Kalkulator Wyznacznika

Witamy w Kalkulatorze Wyznaczników, profesjonalnym narzędziu do obliczania wyznaczników macierzy z kompleksowymi rozwiązaniami krok po kroku. Niezależnie od tego, czy studiujesz algebrę liniową, rozwiązujesz układy równań czy analizujesz właściwości macierzy, ten kalkulator zapewnia szczegółowe rozkłady rozwinięcia algebraicznego i wgląd w macierze.

Co to jest wyznacznik?

Wyznacznik to wartość skalarna obliczana z elementów macierzy kwadratowej. Koduje fundamentalne informacje o macierzy i reprezentowanej przez nią transformacji liniowej. Wyznacznik ma głębokie znaczenie geometryczne i algebraiczne w matematyce.

Formuła Wyznacznika 2x2

Dla macierzy 2x2 wyznacznik jest obliczany bezpośrednio:

Formuła Wyznacznika 3x3

Dla macierzy 3x3 należy użyć rozwinięcia algebraicznego wzdłuż dowolnego wiersza lub kolumny:

Gdzie każdy algebraiczny dopełniacz $C_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij}$ i $M_{ij}$ jest minor (wyznacznik podmacierzy z usuniętym wierszem i i kolumną j).

Jak korzystać z tego kalkulatora

1. Wybierz rozmiar macierzy: Wybierz z opcji 2x2 do 6x6 za pomocą przycisków rozmiaru lub wpisz dowolną macierz kwadratową w polu tekstowym.
2. Wprowadź wartości: Wypełnij interaktywną siatkę lub wpisz wartości bezpośrednio. Użyj spacji lub przecinków do oddzielenia elementów, nowych wierszy dla wierszy.
3. Oblicz: Kliknij przycisk Oblicz, aby obliczyć wyznacznik.
4. Przejrzyj rozwiązanie: Zbadaj rozwinięcie algebraiczne krok po kroku pokazujące wszystkie obliczenia pośrednie.
5. Sprawdź właściwości: Przejrzyj panel właściwości macierzy, aby zrozumieć odwracalność i inne charakterystyki.

Zastosowania Wyznaczników

Zrozumienie Właściwości Macierzy

Macierze Osobliwe vs Odwracalne

• Odwracalna (det ≠ 0): Macierz ma unikatową macierz odwrotną, wiersze/kolumny są liniowo niezależne, a systemy Ax = b mają unikatowe rozwiązania.
• Osobliwa (det = 0): Macierz nie ma macierzy odwrotnej, wiersze/kolumny są liniowo zależne, a systemy mogą nie mieć rozwiązania lub mieć nieskończenie wiele.

Związek między Śladem a Wyznacznikiem

Ślad (suma elementów diagonalnych) i wyznacznik są powiązane poprzez wartości własne. Dla macierzy z wartościami własnymi λ₁, λ₂, ..., λₙ:

• Ślad = λ₁ + λ₂ + ... + λₙ
• Wyznacznik = λ₁ × λ₂ × ... × λₙ

Częste Pytania

Co to jest wyznacznik macierzy?

Wyznacznik to wartość skalarna obliczana z macierzy kwadratowej, która koduje ważne właściwości. Wskazuje, czy macierz jest odwracalna (wyznacznik niezerowy), reprezentuje współczynnik skalowania transformacji liniowych i równa się ze znakiem objętości równoległościanu utworzonego przez wektory wierszy/kolumn.

Jak obliczyć wyznacznik 2x2?

Dla macierzy 2x2 [[a,b],[c,d]] wyznacznik oblicza się jako det = ad - bc. Pomnóż elementy głównej diagonali (a×d), odejmij iloczyn elementów antyd iagonali (b×c).

Jak obliczyć wyznacznik 3x3?

Dla macierzy 3x3 należy użyć rozwinięcia algebraicznego wzdłuż dowolnego wiersza lub kolumny. Rozwiń wzdłuż pierwszego wiersza: det(A) = a₁₁·C₁₁ + a₁₂·C₁₂ + a₁₃·C₁₃, gdzie każdy algebraiczny dopełniacz Cᵢⱼ jest (-1)^(i+j) razy wyznacznik macierzy podrzędnej 2x2.

Co oznacza wyznacznik zerowy?

Wyznacznik zerowy wskazuje, że macierz jest osobliwa (nieodwracalna). Oznacza to, że wiersze/kolumny są liniowo zależne, macierz mapuje pewien wektor niezerowy na zero, a układ równań Ax=b nie ma rozwiązania lub ma nieskończenie wiele rozwiązań.

Czy można obliczyć wyznacznik macierzy niekwadratowej?

Nie, wyznaczniki są definiowane tylko dla macierzy kwadratowych (ta sama liczba wierszy i kolumn). Dla macierzy niekwadratowych można obliczać powiązane pojęcia, takie jak pseudo-wyznaczniki lub wartości osobliwe, ale klasyczne wyznaczniki nie istnieją.

Co to jest rozwinięcie algebraiczne?

Rozwinięcie algebraiczne (rozwinięcie Laplace'a) oblicza wyznacznik poprzez rozwinięcie wzdłuż dowolnego wiersza lub kolumny. Dla każdego elementu aᵢⱼ pomnóż go przez jego algebraiczny dopełniacz Cᵢⱼ = (-1)^(i+j) × Mᵢⱼ, gdzie Mᵢⱼ jest minor (wyznacznik podmacierzy z usuniętym wierszem i i kolumną j). Zsumuj wszystkie produkty, aby uzyskać wyznacznik.

Dodatkowe Zasoby

• Wyznacznik - Wikipedia
• Wyznaczniki - Khan Academy

Inne powiązane narzędzia:

Algebra Liniowa:

• Kalkulator Wyznacznika
• Kalkulator Wartości Własnych i Wektorów Własnych Polecane
• Kalkulator Macierzy
• Kalkulator Rozkładu na Ułamki Proste
• Kalkulator Wektorowy