一般說來,低階行列式的計算比高階行列式的計算要簡便,于是,我們自然地考慮到利用低階行列式來表示高階行列式的問題,為此,先引進餘子式和代數餘子式的概念。
在n階行列式中,把元素所在的第行和第列劃去後,留下來的階行列式叫做元素的餘子式,記作;記,叫做元素的代數餘子式。
例如四階行列式
中的元素的餘子式和代數餘子式分别為
引理 一個n階行列式,如果其中第行所有元素除外都為零,那麼這行列式等于與它的代數餘子式的乘積,即。
證 先證位于第1行第1列的情形,此時
這種情形,明顯有,
又,從而。
再證一般情形,此時
将第在行與第1行對調,調換次數為;再将第與第1列對調,調換次數為。經過調換,将調到左上角,所得的行列式,而元素在中的餘子式仍然是在中的餘子式。
由于位于的左上角,利用前面的結果,有,于是
。
定理 行列式等于它的任一行(列)的各元素與其對應的代數餘子式乘積之和,即
或
證
根據引理,即得:
類似地,若按列證明,可得 證畢。
這個定理叫做行列式按行(列)展開法則。利用這一法則并結合行列式的性質,可以簡單化行列式的計算。
例
保留,把第3行其餘元素變為0,然後按第3行展開:
,