面积本身不会是负数,行列式却可以为负。负号记录的是空间定向的翻转。平面的标准基按 (e1,e2) 排列,从 e1 转向 e2 的较小转角是逆时针;这个先后次序规定了平面的正定向。
变换后,按相同顺序观察 (Ae1,Ae2):若从第一个向量转向第二个向量的较小转角仍是逆时针,定向保持,行列式为正;若变为顺时针,定向翻转,行列式为负。两向量共线时围不出面积,行列式为零。
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3Blue1Brown ·《线性代数的本质》行列式 03:47–04:58 · 英语原声/原片内嵌中英字幕再举个例子,旋转与翻转是不一样的。平面旋转会同时移动两个基向量,却保持它们的定向,行列式为 1。关于横轴的镜面反射只把纵向翻过来,行列式为 −1。把两个坐标方向同时反向,等价于在平面中旋转半周,行列式反而是 1。
det[01−10]=1,det[100−1]=−1det(−I2)=1 把行列式的正负与线性变换是否会翻转空间联系在一起是有道理的。
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把定向翻转与数值穿过零放在一起看:变换必须先把平面压扁,才会从保向变为反向。3Blue1Brown ·《线性代数的本质》行列式 04:58–05:30 · 英语原声/原片内嵌中英字幕读完这一节了吗?标记后,可以在目录中找到自己的学习进度。