3.9 Determinanten
1. Determinante bei 2×2-Matrizen
Für eine 2×2-Matrix
1.1 Inverse 2×2 Matrix
Ist
Ist
Beispiel
Die Matrix
Da
Demgegenüber hätte
2. Laplacescher Entwicklungssatz
Allgemeine Form (nach der 1. Zeile)
Für
wobei
2.1 Laplace-Beispiel (2×2)
Sieht man sich eine 2×2-Matrix an, ist der Laplacesche Entwicklungssatz bereits eingebaut:
Entwicklung nach Zeile 1 (hier:
und es gibt genau zwei Spalten): wobei
(1×1-Matrix, Determinante = Eintrag), , - und
.
Summiert man das auf, ergibt sich
2.2 Laplace-Beispiel (3×3)
Für
Konkret:
Rechnet man jede 2×2-Determinante aus, bekommt man
3. Dreiecksmatrizen
Sei
Beispiel:
4. Spezialfall:
Die Einheitsmatrix
5. Regel von Sarrus (3×3)
Eine Eselsbrücke für die 3×3-Determinante ist die Regel von Sarrus.
Man schreibt dazu die ersten beiden Spalten einer 3×3-Matrix rechts nochmal an und bildet bestimmte Diagonalen:
Dann lautet die Determinante:
Die positiven Diagonalen (links oben nach rechts unten) werden addiert,
die negativen Diagonalen (rechts oben nach links unten) werden subtrahiert.
6. Rechenregeln für Determinanten
Für die Determinante einer
- Zeilenvertauschung: Vertauscht man zwei Zeilen (oder Spalten), ändert sich das Vorzeichen der Determinante.
- Lineare Abhängigkeit: Die Determinante ist linear in jeder Zeile (und auch in jeder Spalte).
- Zeilenaddition: Addiert man das Vielfache einer Zeile zu einer anderen, ändert sich die Determinante nicht.
- Laplace-Entwicklung: Ermöglicht das Zerlegen einer Determinante in kleinere Determinanten.
- Transposition:
. - Produktregel:
.