行列式的本质是什么?

先说答案:行列式是线性变换的伸缩因子 。
理解行列式一定要从线性变换出发去理解,直接去理解它的代数形式是没有意义的 。
这篇文章的结构是:
线性变换的几何直观实现线性变换的矩阵行列式1 线性变换的几何直观
线性变换的几何直观有三个要点:
变换前是直线的,变换后依然是直线直线比例保持不变变换前是原点的,变换后依然是原点比如说旋转:

行列式的本质是什么?

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行列式的本质是什么?

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比如说推移:
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这两个叠加也是线性变换:
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自己动手试一下(观察下是否符合之前的三个要求):
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2 实现线性变换的矩阵
矩阵可以讲的东西非常多,我这里通过一个具体的例子来展示下矩阵是如何完成线性变换的 。
行列式的本质是什么?

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我把基画出来的原因是因为矩阵变换的其实是基 。
举例子来看看,比如旋转(旋转矩阵
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如果要说详细点,实际上:
行列式的本质是什么?

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我们只需要旋转基,就可以完成正方形的旋转:
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下面我们看看正方形的旋转过程中,旋转矩阵和基是怎样变化的(为了方便观察旋转,我标记出一个顶点):
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再给一个例子,看看推移是怎么改变基的:
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3 行列式
3.1 行列式是线性变换的伸缩因子
我们还是拿旋转矩阵来举例子:
行列式的本质是什么?

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什么意思?我们来看看:
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行列式的本质是什么?

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在继续往下面讲之前,我设计了一个动画,让你来感受一下,变换矩阵的行列式由正到负,线性变换会怎样进行(我把基也标注出来):
行列式的本质是什么?

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掌握了行列式是线性变换的伸缩因子这一点之后,我们就很容易理解各种行列式的值与线性变换的关系 。
3.2 行列式0
行列式1,很显然对于图形有放大的作用:
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行列式=1,图形的大小不会变换:
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0行列式1,很显然对于图形有缩小的作用:
行列式的本质是什么?


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