Mit dem Laplaceschen Entwicklungssatz kann man die Determinante einer $(n, n)$ - Matrix "nach einer Zeile oder Spalte entwickeln". Merke Hier klicken zum Ausklappen Laplaceschen Entwicklungssatz für die i-te Zeile: $A = (a_{ij}) \longrightarrow \; det(A) = \sum\limits_{j = 1}^n (-1)^{i + j} \ a_{ij} \ det (A_{ij})$ Laplaceschen Entwicklungssatz für die j-te Spalte: $A = (a_{ij}) \longrightarrow \; det(A) = \sum\limits_{i = 1}^n (-1)^{i + j} \ a_{ij} \ det (A_{ij})$ Dabei ist $A_{ij}$ die $(n - 1) \times (n - 1)$ - Untermatrix. Laplace-Entwicklungstheorem: So berechnest Du Determinante. Sie entsteht durch Streichen der i-ten Zeile und j-ten Spalte. Wie bei der Bestimmung der Determinante vorgegangen wird, zeigen wir dir anhand eines Beispiels. Entwicklung nach der i-ten Zeile Beispiel Hier klicken zum Ausklappen Gegeben sei die Matrix $A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 & 1 & 3 \\ 1 & 1 & 3 \end{pmatrix}$. Berechne die Determinante dieser Matrix! Möchten wir nach der ersten Zeile entwickeln, müssen wir als Erstes die drei Streichungsdeterminanten berechnen, um dann die Determinante von $A$ ermitteln zu können.
Satz (Spalten- und Zeilenentwicklung) Seien K ein Körper und n ≥ 2. Für alle A ∈ K n × n und 1 ≤ i, j ≤ n sei A ij ′ ∈ K (n − 1) × (n − 1) die Matrix, die aus A durch Streichen der i-ten Zeile und j-ten Spalte entsteht. Dann gilt für alle Matrizen A ∈ K n × n und alle Spaltenindizes 1 ≤ j ≤ n det A = ∑ 1 ≤ i ≤ n (−1) i + j a ij det A ij ′. (Entwicklung nach der j-ten Spalte) Analog gilt für alle Zeilenindizes 1 ≤ i ≤ n det A = ∑ 1 ≤ j ≤ n (−1) i + j a ij det A ij ′. Entwicklungssatz von laplace die. (Entwicklung nach der i-ten Zeile) Der Entwicklungssatz stellt eine weitere Möglichkeit der Berechnung von Determinanten dar. Besonders geeignet ist er für Matrizen, die eine Zeile oder Spalte mit vielen Nulleinträgen besitzen. Beweis des Entwicklungssatzes Wesentliches Hilfsmittel sind die n × n-Matrizen A ij = a 11 … 0 … a 1 n … … … … … 0 … 1 … 0 … … … … … a n 1 … 0 … a nn ∈ K n × n, bei denen die i-te Zeile von A mit e j und die j-te Spalte von A mit e i überschrieben ist. Die Determinanten der Matrizen A ij und A ij ′ stimmen bis auf ein von der Stelle (i, j) abhängiges Vorzeichen überein: Es gilt det A ij = det a 1 … e i … a n = (−1) i − 1 + j − 1 det 1 0 0 A ij ′ = (−1) i + j det A ij ′, wobei wir im zweiten Schritt eine (i − 1) -malige Zeilen- und eine (j − 1) -malige Spaltenvertauschung durchführen.
Entwicklung nach der j-ten Spalte Beispiel Hier klicken zum Ausklappen Gegeben sei dieselbe Matrix $A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 & 1 & 3 \\ 1 & 1 & 3 \end{pmatrix}$. Berechne die Determinante dieser Matrix! Möchten wir nach der ersten Spalte entwickeln, müssen wir wieder zunächst die drei Streichungsdeterminanten berechnen, um dann die Determinante von $A$ ermitteln zu können. Spalte 1. Spalte und der 1. Zeile: $A_{11} = \begin{pmatrix} \not{1} & \not{2} & \not{3} \\ \not{2} & 1 & 3 \\ \not{1} & 1 & 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 3 \\ 1 & 3 \end{pmatrix} \longrightarrow |A_{11}| = \begin{vmatrix} 1 & 3 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} = 0$ 2. Spalte und der 2. Entwicklungssatz von laplace en. Zeile: $A_{21} = \begin{pmatrix} \not{1} & 2 & 3 \\ \not{2} & \not{1} & \not{3} \\ \not{1} & 1 & 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 & 3 \\ 1 & 3 \end{pmatrix} \longrightarrow |A_{21}| = \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} = 3$ 3. Spalte und der 3. Zeile: $A_{31} = \begin{pmatrix} \not{1} & 2 & 3 \\ \not{2} & 1 & 3 \\ \not{1} & \not{1} & \not{3} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 & 3 \\ 1 & 3 \end{pmatrix} \longrightarrow |A_{31}| = \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} = 3$ 4.
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