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行列式計算機について
これは、行/列分解、Sarrus、三角形形式(ガウスの消去法)、Montante(Bareissアルゴリズム)を使用した無料のオンライン行列式計算機です。 は、小数、分数、複素数、変数などの型の行列要素を持つ、最大99x99サイズの行列に対して、完全で詳細なステップバイステップの解答説明を行います。
計算を開始するには、まず、画面上部にある入力フィールドにマトリックスのサイズを入力し、そこに希望の計算方法を選択します。
少し下に、キーボードを使用してマトリックス要素を入力する必要があるマトリックスウィンドウがあります。また、マトリックスの作業を簡素化するマトリックスコントロールパネルもあり、次のコントロール要素が含まれています:
- 最初の要素は、マトリックスウィンドウを拡大することができます。これは、完全に収まらない非常に大きなマトリックスで計算を実行する必要がある場合に特に役立ちます。ウィンドウを拡大してもマトリックスが表示されない場合は、+ / -ボタンを使用してマトリックスのスケールを変更できます。
- 2番目の要素は、マトリックス入力をメモリバッファにコピーする機能を実行します。これは、同じマトリックスを頻繁に計算に使用する場合や、操作間でマトリックスを移動する必要がある場合に役立ちます。
- 最後の要素は、以前にコピーされたマトリックスを挿入します。これにより、マトリックスを手動で入力する代わりに、数回のクリックでマトリックスの入力プロセスを高速化できます。
さらに下に、電卓をカスタマイズして作業を簡単にするためのツールバーがあります。視覚的に3つの部分に分かれており、それぞれが次の機能を担当しています:
- 1つ目は、解答結果が表示されるときの数字の書式を選択できます。また、ここでは、問題の解決方法をすでに理解しており、計算を高速化または確認するために電卓を使用している場合は、問題の解決策へのコメントをオフにすることができます。または、ソリューションの結果のみが必要な場合は、ステップバイステップのソリューションを完全にオフにすることができます。
- 2つ目は、マトリックス入力フィールドのタイプを変更したり、その要素またはマトリックス全体を消去したりできるボタンと、解答画面に移動する等号の付いた最大のボタンが含まれています。これらのボタンはすべてキーボードのキーで複製されます。キーボードのどのキーを押すかを確認するには、ボタンの1つにカーソルを合わせると、キーの名前がツールチップに表示されます。キーボードの矢印キーを使用して、マトリックス入力フィールド間でカーソルを移動することもできます。
- 最後の1つは、非整数の数値を丸めるための小数点以下の桁数を選択できます。また、ここでは、丸められた分数の外観の例をすぐに確認できます。
行列式とは何ですか?
行列の行列式は、正方行列の要素の関数であり、行列のいくつかの特性を表す単一のスカラー値です。したがって、行列の行列式は、列数と行数が同じ正方行列に対してのみ見つけることができます。行列の行列式がゼロの場合、その行列は特異(縮退または非可逆とも呼ばれる)であり、その逆行列を見つけることができないことを意味します。
ラプラス展開(特定の行/列による分解)を使用して行列式を見つける方法は?
ラプラス展開を使用すると、任意のサイズの正方行列の行列式を見つけることができます。ラプラス展開(余因子展開とも呼ばれます)を使用して行列の行列式を見つけるには、最初に行列の任意の行または列を選択する必要があります。通常は最初の行です。ここでは、最初の行を選択した場合と同様に説明を適用します。次に、その行の各要素のマイナーを見つける必要があります。ある要素のマイナーを見つけるには、要素が含まれる行列から行と列を削除する必要があります。これにより、行列式を見つける必要のある新しいサブマトリックスが得られ、その要素のマイナーが得られます。次に、要素の行インデックスと列インデックスの合計が偶数の場合は特定の要素のマイナーに1を掛け、それ以外の場合は-1を掛けて、行の各要素の余因子を見つける必要があります。次に、行の各要素にその余因子を掛け、結果のすべての積を合計すると、行列の行列式が得られます。
行列式の計算例
よくある質問
3×3 行列の行列式はどうやって求めますか?
余因子展開を用いて任意の行または列に沿って展開します。各要素に符号付きの小行列式を掛け、その結果を合計します。3×3 行列の場合は、サラスの法則を使うこともできます。これは 3 本の前向き対角線の積の和から 3 本の後ろ向き対角線の積を引くものです。
行列式が 0 であることは何を意味しますか?
行列式が 0 であることは、その行列が特異であることを意味します。すなわち、その行(および列)は一次従属であり、逆行列を持たず、それが表す連立一次方程式は解を持たないか、無限に多くの解を持ちます。
正方行列でない行列に行列式はありますか?
いいえ。行列式は行数と列数が等しい正方行列に対してのみ定義されます。正方行列でない行列に対しては、代わりにランクや特異値などの関連する量が用いられます。
行列式は何に使われますか?
行列式は行列が可逆かどうかを示し、行列が面積や体積をどれだけ拡大縮小するかを測り、連立一次方程式を解くクラメルの公式に現れ、特性多項式を通じて固有値を求めるために使われます。
ソース
- https://en.wikipedia.org/wiki/Determinant
- https://en.wikipedia.org/wiki/Laplace_expansion
- https://en.wikipedia.org/wiki/Rule_of_Sarrus
- https://en.wikipedia.org/wiki/Triangular_matrix
- https://www.cuemath.com/algebra/triangular-matrix
- https://en.wikipedia.org/wiki/Bareiss_algorithm
- https://en-academic.com/dic.nsf/enwiki/5407681