線性變換與行列式

行列式(determinant)

行列式是從一個方陣裡擠出來的一個數,而它有一個非常直觀的含義:它是變換把面積(二維)或體積(三維)拉伸或壓縮的倍數。如果一個單位正方形面積為 1,那麼經過映射後,它的像的面積就等於 det(A)。

符號還帶來額外的消息。行列式為正,表示定向被保持;為負,表示空間被翻轉了,像照鏡子一樣。所以行列式把兩件事打包進一個數:東西放大了多少,以及它是否被裡外翻了個面。

最關鍵的情形是 det = 0。它意味著變換把空間壓扁成了更低維的東西,一條線或一個點,面積或體積為零。那個薄薄的結果無法被還原回來,這正是行列式為零的矩陣沒有逆矩陣的原因。

det([[2,0],[0,3]]) = 2*3 - 0*0 = 6; areas grow 6-fold. det([[1,2],[2,4]]) = 0; flat.

第一個映射把每塊面積都乘以 6。第二個的兩列方向相同,於是把平面壓扁成一條直線。

對一個 2x2 矩陣 [[a,b],[c,d]],行列式是 a*d - b*c。快速判斷:若它為零,則兩列落在同一條直線上,映射把平面壓扁。

又稱
detdet(A)行列式determinant of a matrix矩阵的行列式矩陣的行列式