二阶行列式可以通过对角线法则来记忆:
三阶行列式也可以通过对角线法则来记忆:
而四阶行列式就复杂很多,展开是这样的
它并不能按照对角线法则来记忆,遵循的运算法则是行列式的定义。
其中
在定义中,最重要的就是下面这个式子。其中,左边(绿色)部分是行列式的几种表示方法,右边(蓝色)部分是行列式的计算法则
在计算法则
中
这样,
为了计算这个连加式,我们要解决如下三个问题
我们先来看第一个问题每一项的元素如何取。
在
以
每一个全排列就对应一组
对应的项就是:
下面我们来看,系数是
很明显,系数是
以全排列
先以前两个位置为一组进行比较,可以看到,前面的数字比后面的数字大,因此需要进行对换,此时对换次数为1
接着比较第二和第三个位置,因为前面的数字比后面的数字小,因此,不需要对换
然后比较第三和第四个位置,同样因为前面的数字比后面的数字小,因此,不需要对换
最后比较第四和第五个位置,因为前面的数字比后面的数字大,所以需要进行对换,此时对换次数为2
这样,第一轮比较就结束了。
第一轮比较后,还没能将排列变为顺序排列,因此需要第二轮比较。第二轮按照相同的规则进行。当比较到第三和第四个位置时,发现需要进行对换,此时对换次数为3
经过这次对换后,排列变成了顺序排列。因此全排列
这样,这一项的系数就为
最后,我们来看,总共有多少项
这里的项数其实就是全排列的个数。由排列组合的知识,我们知道,
以三阶行列式为例,
因此三阶行列式可以展开为:
和前面对角线法则得到的结果对比一下,可以看到六项是一样的