a
b
c
d
x
y
z
AC
i
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3×3 행렬의 행렬식 공식
행렬의 행을 (a, b, c), (d, e, f), (g, h, i)라고 쓰면 첫째 행에 대한 전개는 다음과 같습니다.
det(A) = a·(e·i − f·h) − b·(d·i − f·g) + c·(d·h − e·g)
각 괄호는 그 앞 성분의 행과 열을 지우고 남는 2×2 행렬의 행렬식입니다. 부호는 더하기, 빼기, 더하기로 번갈아 나타납니다. 모두 곱해서 펼치면 성분 세 개짜리 곱이 여섯 개 나오며, 셋은 더하고 셋은 뺍니다. 사루스 법칙은 이 여섯 개의 곱을 대각선에서 바로 읽어내는 방법입니다.
예제 풀이
행이 (2, −1, 3), (0, 4, 1), (5, 2, −2)인 행렬을 첫째 행에 대해 전개해 봅시다.
2의 소행렬식은 4·(−2) − 1·2 = −10입니다. −1의 소행렬식은 0·(−2) − 1·5 = −5입니다. 3의 소행렬식은 0·2 − 4·5 = −20입니다.
번갈아 나타나는 부호를 적용하면 det(A) = 2·(−10) − (−1)·(−5) + 3·(−20) = −20 − 5 − 60 = −85입니다.
3×3 행렬에 어떤 방법을 쓸까
여인수 전개는 어느 행이나 열에 대해서도 할 수 있으므로 0이 가장 많은 행이나 열을 고르세요. 예제에서는 둘째 행이 0으로 시작하므로, 그 행에 대해 전개하면 소행렬식이 셋이 아니라 둘만 필요합니다.
사루스 법칙은 성분이 작은 정수일 때 손으로 계산하기에 가장 빠르지만 3×3 행렬에만 쓸 수 있습니다. 4×4 이상으로 갈 계획이라면 삼각 행렬로 변환하는 행 소거가 더 좋은 습관입니다. 다른 두 방법은 크기가 커질수록 계산량이 훨씬 빠르게 늘어납니다.
위 계산기는 3×3으로 설정되어 있습니다. 기본으로 행 또는 열에 대한 전개를 쓰며, 방법 메뉴에서 사루스 법칙, 삼각 행렬 변환, 바레이스 알고리즘으로 바꿀 수 있습니다.