Формула Лейбніца для визначників

Формула Лейбніца виражає визна́чник квадратної матриці

${\displaystyle A=(a_{ij})_{i,j=1,\dots ,n}}$

через перестановки елементів матриці. Для n×n матриці формула така

${\displaystyle \det(A)=\sum _{\tau \in S_{n}}\operatorname {sgn}(\tau )\prod _{i=1}^{n}a_{i,\tau (i)}=\sum _{\sigma \in S_{n}}\operatorname {sgn}(\sigma )\prod _{i=1}^{n}a_{\sigma (i),i},}$

де sgn — парність перестановки у групі перестановок S_n, яка повертає +1 і −1 для парних і непарних, відповідно.

Інший поширений запис цієї формули із використанням символу Леві-Чивіти і нотації Ейнштейна

${\displaystyle \det(A)=\epsilon ^{i_{1}\cdots i_{n}}{a}_{1i_{1}}\cdots {a}_{ni_{n}},}$

може бути більш знайомим для фізиків.

Пряме обчислення формули Лейбніца з означення потребує ${\displaystyle \Omega (n!\cdot n)}$ дій, тобто кількість операцій асимптотично пропорційна до n факторіал — бо n! це число перестановок порядку n. Це непрактично складно для великих n. Натомість, визначник можна обчислити за O(n³) дій, використовуючи LU розклад матриці ${\displaystyle A=LU}$ (зазвичай через метод Гауса або подібний), в цьому випадку ${\displaystyle \det A=(\det L)(\det U)}$ а визначники трикутних матриць L і U є просто добутками їх діагональних елементів. (Однак, у практичному застосуванні чисельної лінійної алгебри, явний розрахунок визначника необхідний рідко.)

Джерела

• Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. — 5-е. — М: : Физматлит, 2010. — 559 с. — .(рос.)
• Теория матриц. — 2. — Москва : Наука, 1982. — 272 с.(рос.)
• , . Матричный анализ. — М: : Мир, 1989. — 653 с.(рос.)