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凝聚


一種計算方陣行列式的方法,由查爾斯·道奇森 (Charles Dodgson) (1866 年) 提出(他以筆名路易斯·卡羅爾 (Lewis Carroll) 而更為出名)。該方法對手工計算非常有用,因為對於整數矩陣,沿途計算出的子矩陣中的所有條目也必須是整數。該方法也可以在平行計算中高效實現。凝聚法也稱為收縮法(Macmillan 1955,Lotkin 1959)。

給定一個 n 乘 n 矩陣,凝聚法逐次計算一個 (n-1) 乘 (n-1) 矩陣、一個 (n-2) 乘 (n-2) 矩陣等等,直到得到一個 1 乘 1 矩陣,其唯一的條目最終是原始矩陣的行列式。為了計算 k 乘 k 矩陣(n-1 大於等於 k 大於等於 1),取 k 平方2 乘 2 (k+1) 乘 (k+1) 矩陣的連通子行列式,並將它們除以 k 平方(k+2) 乘 (k+2) 矩陣的中心條目,對於 k 等於 n-1 不執行除法。以這種方式得到的 k 乘 k 矩陣是原始矩陣的 k 平方 乘 (n-k+1) 乘 (n-k+1) 連通子矩陣的行列式矩陣。

例如,3 乘 3 矩陣的第一次凝聚

 [a b c; d e f; g h i]
(1)

得到該矩陣

 [ae-bd bf-ce; dh-eg ei-fh],
(2)

第二次凝聚得到

 [((ae^2i-aefh-bdei+bdfh)-(bdfh-befg-cdeh+ce^2g))/e]
(3)

它是原始矩陣的行列式。合併項得到

 (1)aei+(-1)afh+(-1)bdi+(0)bde^(-1)fh+(1)bfg+(1)cdh+(-1)ceg,
(4)

其中非零項對應於置換矩陣。在 4 乘 4 的情況下,得到 24 個非零項和 18 個消失項。這 42 項對應於交錯符號矩陣,對於這些矩陣,行或列中的任何 負 1 必須在其“外部”有一個 正 1 (即,所有 負 1 都被 正 1“包圍”)。


參見

交錯符號矩陣, 基奧主元凝聚法, 行列式, 子式展開行列式

透過 探索

參考文獻

Bareiss, E. H. "Sylvester's Identity and Multistep Integer-Preserving Gaussian Elimination." Math. Comput. 22, 565-578, 1968.Bressoud, D. and Propp, J. "How the Alternating Sign Matrix Conjecture was Solved." Not. Amer. Math. Soc. 46, 637-646.Dodgson, C. L. "Condensation of Determinants, Being a New and Brief Method for Computing their Arithmetic Values." Proc. Roy. Soc. Ser. A 15, 150-155, 1866.Lotkin, M. "Note on the Method of Contractants." Amer. Math. Soc. 55, 476-479, 1959.Macmillan, R. H. A New Method for the Numerical Evaluation of Determinants." J. Roy. Aeronaut. Soc. 59, 772, 1955.Robbins, D. P. and Rumsey, H. Jr. "Determinants and Alternating Sign Matrices." Adv. Math. 62, 169-184, 1986.

在 上被引用

凝聚

如此引用

維斯泰因,埃裡克·W. “凝聚法。” 來自 ——Wolfram 網路資源。 https://mathworld.tw/Condensation.html

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