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晴月夢 周日, 2026-03-01 12:57

      雖然對於 6 階單位矩陣(特定的矩陣),$det (2I_6) = 2^6 det(I_6)$ 這個結果是注意的到的,但我們目前並沒有講到對於一般的 $n$ 階方陣 $A$ 和實數 $c$,$det (cA) = c^n det (A)$,在一般情況不好描述,特地做補充。

      我們考慮 $n$ 階方陣 $A$。對於 $cA$,我們看成是進行一個過程的結果,依序將該矩陣的每個 row 都乘上 $c$,每乘一次(視作走一步)得到新的矩陣。如果我們證明這個過程的結果的 determinant 為 $c^n det (A)$,相當於證明了 $det (cA) = c^n det (A)$。

      初始的矩陣的 determinant 為 $det (A)$。

      同時,這個過程每進行一步,根據 multi-linear 的性質,其結果的 determinant,是上一步的 determinant 左乘 c。

      故由歸納法,此過程的結果的 determinant,為 $det (A)$ 左乘 $c$「過程的步數次」。而這個過程的步數,根據定義,是矩陣 $A$ 的階數 $n$,我們得知此過程的結果的 determinant 為 $det (A)$ 左乘 $c$ 「$n$ 次」 i.e. $c ^ n det (A)$。

      我省略了「過程的結果就是 $cA$」的相關論述,因為我覺得這相當瑣碎,而且相較於這個單元,不那麼重要,否則我認為先論證 $det (cI_n) = c^n$ 其實會比較方便。


      另外,最後由 $det (A)^3 = 2^6 = 4^3$ 得到 $det (A) = 4$ 的結論這步,我認為應該要補上「$3$ 為奇數」這個前提,不然解不是唯一的。

Li 週一, 2026-03-09 12:06

論壇的用意並不是繳交作業,希望發表儘量清晰嚴謹。依照我們的規範:若作業用到課堂尚未談論的結果,就應論述說明。

晴月夢 注意到課堂上並未提及當 $A$ 為 $n$ 階方陣時,$\det(cA)=c^n\det(A)$ 這個性質而加以說明,很好!不過建議論述時儘量簡明。另一方面,在數學上“歸納法”一般就意指“數學歸納法”,這裡並未用到數學歸納法,應小心。

晴月夢 也注意到嚴密性問題,這個問題需用到 $x^3=2^6$ 僅有唯一實數解。這也是希望大家能注意學習的。不過這是本題的瑕疵,雖然我們都強調只談論實矩陣,不過題目上強調 $A$ 是實矩陣會比較好。事實上我們這學期也會談論到複數矩陣,若 $A$ 為複數矩陣,本題答案就不唯一了!

最後關於 LaTeX 還是希望大家多練習使用。在數學上書寫上表達一般數字或函數等都會用斜體字如 $a,\,f(x),\,V$ 等。但專有特殊函數等,為了區別避免混淆就會用正體如 $\sin x,\dim V$ 等。這些函數只要在數學式中加上斜槓 “\” 即可。行列式也是專有符號,所以不要在數學式中直接打 det;而是 \det。