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Determinant 的意義 [math-000Q]

從矩陣非常難看出 determinant 的意義,但它其實具備幾何的意涵:對 nn 個向量張出的高維平行體的體積影響。

矩陣 AA 可以視為張量 VVV \otimes V^* ,向量張出的高維平行體可以表示為 exterior product v1vnv_1 \wedge \dots \wedge v_n 。因此定義 detA\det A 如下:

detA(v1vn)=Av1Avn\det A (v_1 \wedge \dots \wedge v_n) = A v_1 \wedge \dots \wedge A v_n

這表示 AAviv_i 映射到 AviA v_i 所得的新高維平行體的體積相對於先前的高維平行體的比例(可能會正負轉換)。

補充:當 dimV=N\dim V = N 時。NN 階 skew-symmetric tensor 的空間 ΛNV\Lambda^N V 很明顯只有一個維度,這個空間在 Lectures on the Geometry of Manifolds 中叫做 Determinant line of VV 。此時 ΛN+1V\Lambda^{N+1} V 全都是 trivial space(只有 00 元素)。