行列式の展開

3次行列式の3行での展開式の導出

3 次の行列式 a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 3 列で余因子展開すると

a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 = a 13 a ˜ 13 + a 23 a ˜ 23 + a 33 a ˜ 33 ・・・・・・(1)

となる.

■導出

行列式の性質を用いて(1)を導出する.

a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 = 1 a 11 a 13 a 12 a 21 a 23 a 22 a 31 a 33 a 32 2 列と 3 列を入れ替えた. )

= 1 2 a 13 a 11 a 12 a 23 a 21 a 22 a 33 a 31 a 32 1 列と 2 列を入れ替えた. )

= 1 3 1 a 13 a 11 a 12 a 23 a 21 a 22 a 33 a 31 a 32 1 2 の指数の 2 を行列式の行数 3 を使って書き直した )

= 1 3 1 a 13 + 0 a 11 a 12 0 + a 23 a 21 a 22 0 + a 33 a 31 a 32

= 1 3 1 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 0 a 11 a 12 a 23 a 21 a 22 a 33 a 31 a 32 行列式の和の性質を用いた)

= 1 3 1 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 0 + 0 a 11 a 12 a 23 + 0 a 21 a 22 0 + a 33 a 31 a 32

= 1 3 1 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 0 a 11 a 12 a 23 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 0 a 11 a 12 0 a 21 a 22 a 33 a 31 a 32

= 1 3 1 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 1 a 23 a 21 a 22 0 a 11 a 12 0 a 31 a 32 + 1 0 a 11 a 12 a 33 a 31 a 32 0 a 21 a 22 2 つ目と行列の 1 行と 2 行,および, 3 つ目の行列の 2 行と 3 行を入れ替えた)

= 1 3 1 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 1 a 23 a 21 a 22 0 a 11 a 12 0 a 31 a 32 + 1 2 a 33 a 31 a 32 0 a 11 a 12 0 a 21 a 22 3 つ目の行列の 1 行と 2 行を入れ替えた)

= 1 3 1 1 1 1 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 1 2 1 a 23 a 21 a 22 0 a 11 a 12 0 a 31 a 32 + 1 3 1 a 33 a 31 a 32 0 a 11 a 12 0 a 21 a 22

= 1 1 1 + 3 1 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 1 2 1 + 3 1 a 23 a 21 a 22 0 a 11 a 12 0 a 31 a 32 + 1 3 1 + 3 1 a 33 a 31 a 32 0 a 11 a 12 0 a 21 a 22

= 1 1 + 3 a 13 a 11 a 12 0 a 21 a 22 0 a 31 a 32 + 1 2 + 3 a 23 a 21 a 22 0 a 11 a 12 0 a 31 a 32 + 1 3 + 3 a 33 a 31 a 32 0 a 11 a 12 0 a 21 a 22

(例えば, 1 2 1 + 3 1 = 1 2 + 3 2 = 1 2 + 3 1 2 = 1 2 + 3 のような計算をした)

= 1 1 + 3 a 13 a 21 a 22 a 31 a 32 + 1 2 + 3 a 23 a 11 a 12 a 31 a 32 + 1 3 + 3 a 33 a 11 a 12 a 21 a 22

次数下げの計算を参照のこと

= a 13 1 1 + 3 a 21 a 22 a 31 a 32 + a 23 1 2 + 3 a 11 a 12 a 31 a 32 + a 33 1 3 + 3 a 11 a 12 a 21 a 22

= a 13 a ˜ 13 + a 23 a ˜ 23 + a 33 a ˜ 33

(例えば, 1 1 + 3 a 21 a 22 a 31 a 32 = a ˜ 13 のように置き換えた,余因子を参照)

 

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最終更新日: 2025年10月10日