El Determinante de una Array es un número real que se puede definir sólo para arrays cuadradas, es decir, el número de filas y columnas de las arrays debe ser igual. Además, es útil para determinar el sistema de la ecuación lineal, así como para calcular la inversa de la array establecida.
Procedimiento para calcular:
- Primero, necesitamos calcular el cofactor de todos los elementos de la array en la primera fila o primera columna.
- Luego, multiplica cada elemento de la primera fila o primera columna por su respectivo cofactor.
- Por último, necesitamos sumarlos con signos alternativos.
Ejemplo:
- Determinante de la array 2*2:
[4, 3] [2, 3] = (4*3)-(3*2) = 12-6 = 6
- Determinante de la array 3*3:
[1, 3, -2] [-1, 2, 1] [1, 0, -2] = 1(-4-0)-3(2-1)+(-2)(0-2) = -4-3+4 = -3
Nota:
- El determinante de la array 1*1 es el propio elemento.
- El factor C de cualquier elemento de la array indicada se puede calcular eliminando la fila y la columna de ese elemento de la array indicada.
Veamos un ejemplo para tener un concepto claro del tema anterior.
Ejemplo: uso de recursividad
Java
// Java program to find // Determinant of a matrix class GFG { // Dimension of input square matrix static final int N = 2; // Function to get cofactor of // mat[p][q] in temp[][]. n is // current dimension of mat[][] static void getCofactor(int mat[][], int temp[][], int p, int q, int n) { int i = 0, j = 0; // Looping for each element // of the matrix for (int row = 0; row < n; row++) { for (int col = 0; col < n; col++) { // Copying into temporary matrix // only those element which are // not in given row and column if (row != p && col != q) { temp[i][j++] = mat[row][col]; // Row is filled, so increase // row index and reset col index if (j == n - 1) { j = 0; i++; } } } } } /* Recursive function for finding determinant of matrix. n is current dimension of mat[][]. */ static int determinantOfMatrix(int mat[][], int n) { int D = 0; // Initialize result // Base case : if matrix // contains single element if (n == 1) return mat[0][0]; // To store cofactors int temp[][] = new int[N][N]; // To store sign multiplier int sign = 1; // Iterate for each element of first row for (int f = 0; f < n; f++) { // Getting Cofactor of mat[0][f] getCofactor(mat, temp, 0, f, n); D += sign * mat[0][f] * determinantOfMatrix(temp, n - 1); // terms are to be added // with alternate sign sign = -sign; } return D; } /* function for displaying the matrix */ static void display(int mat[][], int row, int col) { for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) System.out.print(mat[i][j]); System.out.print("\n"); } } // Driver code public static void main(String[] args) { int mat[][] = { { 4, 3 }, { 2, 3 } }; System.out.print("Determinant " + "of the matrix is : " + determinantOfMatrix(mat, N)); } }
Producción
Determinant of the matrix is : 6
Complejidad temporal: O(n 3 )
Ejemplo: Implementación no recursiva
Java
// Java program to find Determinant of a matrix class GFG { // Dimension of input square matrix static final int N = 4; // Function to get determinant of matrix static int determinantOfMatrix(int mat[][], int n) { int num1, num2, det = 1, index, total = 1; // Initialize result // temporary array for storing row int[] temp = new int[n + 1]; // loop for traversing the diagonal elements for (int i = 0; i < n; i++) { index = i; // initialize the index // finding the index which has non zero value while (mat[index][i] == 0 && index < n) { index++; } if (index == n) // if there is non zero element { // the determinant of matrix as zero continue; } if (index != i) { // loop for swaping the diagonal element row // and index row for (int j = 0; j < n; j++) { swap(mat, index, j, i, j); } // determinant sign changes when we shift // rows go through determinant properties det = (int)(det * Math.pow(-1, index - i)); } // storing the values of diagonal row elements for (int j = 0; j < n; j++) { temp[j] = mat[i][j]; } // traversing every row below the diagonal // element for (int j = i + 1; j < n; j++) { num1 = temp[i]; // value of diagonal element num2 = mat[j] [i]; // value of next row element // traversing every column of row // and multiplying to every row for (int k = 0; k < n; k++) { // multiplying to make the diagonal // element and next row element equal mat[j][k] = (num1 * mat[j][k]) - (num2 * temp[k]); } total = total * num1; // Det(kA)=kDet(A); } } // multiplying the diagonal elements to get // determinant for (int i = 0; i < n; i++) { det = det * mat[i][i]; } return (det / total); // Det(kA)/k=Det(A); } static int[][] swap(int[][] arr, int i1, int j1, int i2, int j2) { int temp = arr[i1][j1]; arr[i1][j1] = arr[i2][j2]; arr[i2][j2] = temp; return arr; } // Driver code public static void main(String[] args) { int mat[][] = { { 1, 0, 2, -1 }, { 3, 0, 0, 5 }, { 2, 1, 4, -3 }, { 1, 0, 5, 0 } }; // Function call System.out.printf( "Determinant of the matrix is : %d", determinantOfMatrix(mat, N)); } }
Producción
Determinant of the matrix is : 30
Complejidad temporal: O(n 3 )
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Kanchan_Ray y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA