数学のブログ

行列式 連立1次方程式と行列式 2次行列式と3次行列式の計算

線形代数演習〈理工系の数学入門コース/演習 新装版〉 (浅野 功義(著)、大関 清太(著)、岩波書店)の第3章(行列式)、3-1(連立1次方程式と行列式)、問題1、2の解答を求めてみる。

1-1

det [ 4 3 2 2 ] = 8 - 6 = 2

1-2

det [ cos θ - sin θ sin θ cos θ ] = cos 2 θ + sin 2 θ = 1

1-3

det [ 1 1 2 1 2 1 3 ] = 1 3 - 1 4 = 4 - 3 12 = 1 12

1-4

det [ a + b a + 3 b a + 2 b a + 4 b ]
= ( a 2 + 5 b + 4 b 2 ) - ( a 2 + 5 b + 6 b 2 )
= - 2 b 2

2-1

det [ - 1 0 3 2 1 5 2 - 3 4 ]
= ( - 4 - 18 ) - ( 15 + 6 )
= - 22 - 21
= - 43

2-2

det [ 1 1 2 1 3 1 2 1 3 1 4 1 3 1 4 1 5 ]
= ( 1 3 · 1 5 + 1 2 · 1 4 · 1 3 + 1 3 · 1 2 · 1 4 ) - ( 1 4 · 1 4 + 1 2 · 1 2 · 1 5 + 1 3 3 )
= 1 3 · 5 + 1 2 2 · 3 - 1 2 4 - 1 2 2 · 5 + 1 3 3
= 2 4 · 3 2 + 2 2 · 3 2 · 5 - 3 3 · 5 - 2 2 · 3 3 - 2 4 · 5 2 4 · 3 3 · 5
= 144 + 180 - 135 - 108 - 80 2 4 · 3 3 · 5
= 1 2160

2-3

det [ a b c c a b b c a ]
= a 3 + b 3 + c 3 - 3 a b c
= ( a + b + c ) ( a 2 + b 2 + c 2 - a b - b c - c a )