二階及三階行列式(DSE M2)

二階行列式的值是 ad − bc。三階行列式按行展開:每個元素乘以刪去其所在行和列後餘下的二階行列式,正負號為 + − +。在 M2 中,行列式用於求逆矩陣及解線性方程組。

用 AI 逐步解行列式題目
三角形 OAB(A(4,1)、B(1,3))的 GeoGebra 圖,說明面積等於二階行列式的一半
三角形 OAB,其中 A(4, 1)、B(1, 3):面積是行列式 |4 1; 1 3| = 11 的一半,即 5.5。 自己試試 →

行列式公式

二階|a b; c d| = ad − bc
三階(沿第一行)a₁₁(a₂₂a₃₃ − a₂₃a₃₂) − a₁₂(a₂₁a₃₃ − a₂₃a₃₁) + a₁₃(a₂₁a₃₂ − a₂₂a₃₁)
記法|A| 或 det A
奇異矩陣|A| = 0 ⟺ A 沒有逆矩陣
三角形 OAB 的面積½ |a b; c d|,其中 A(a, b)、B(c, d) 按逆時針方向排列

行列式例題詳解

例題 1:計算三階行列式

計算三行分別為 (1, 2, 3)、(0, 1, 4) 及 (5, 6, 0) 的行列式。

  1. 1 × [(1)(0) − (4)(6)] = −24
  2. −2 × [(0)(0) − (4)(5)] = 40
  3. 3 × [(0)(6) − (1)(5)] = −15
  4. −24 + 40 − 15 = 1

答案: 1

例題 2:行列式為零時求 k

若三行分別為 (k, 1, 1)、(1, k, 1) 及 (1, 1, k) 的行列式等於 0,求 k 的值。

  1. k(k² − 1) − 1(k − 1) + 1(1 − k) = k³ − 3k + 2
  2. k³ − 3k + 2 = (k − 1)(k² + k − 2) = (k − 1)²(k + 2)
  3. (k − 1)²(k + 2) = 0

答案: k = 1 or k = −2

💡 應試陷阱與秘訣 (DSE 奪星陷阱)

⚠️ 中間一項要減去沿第一行展開時,正負號是 + − +。漏掉第二項的負號,是三階行列式算錯的最常見原因。
⚠️ 要寫出展開步驟計算機可以直接得出數值,但方法分是給展開過程的。最少要寫一行算式,尤其是當元素包含未知數(例如 k)時。

✏️ 自我測試:互動練習

溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。

(三階展開)計算三行為 (2, −1, 3)、(1, 0, 4)、(−2, 5, 1) 的行列式。
(解 |A| = 0)若三行為 (1, 2, 3)、(4, k, 6)、(7, 8, 9) 的行列式為零,求 k。
(用行列式求面積)用行列式求三角形 OAB 的面積,其中 A(4, 1)、B(1, 3)。

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