행렬 계산기

가이드

3×3 행렬식 계산법: 여인수 전개와 사러스 법칙

2026-10-13 업데이트 · 읽는 시간 약 6분

3×3 행렬식은 여인수 전개로 2×2 행렬식 세 개로 나눠서 풀 수 있어요. 이 글에서는 여인수 전개와 사러스 법칙, 그리고 행 소거로 같은 값을 구해 봐요.

행렬식이란?

행렬식은 정사각행렬에 하나의 수를 대응시키는 값이에요. 기하학적으로는 행렬이 나타내는 변환이 넓이(2×2)나 부피(3×3)를 몇 배로 바꾸는지를 의미해요. 행렬식이 0이면 역행렬이 없어요.

먼저 2×2 행렬식을 기억해 두세요. 3×3 계산에서 계속 쓰여요.

det [[a, b], [c, d]] = ad − bc

여인수 전개 규칙

한 행(또는 열)을 정해서 그 행의 각 성분에 소행렬식을 곱해 더하는 방법이에요. 성분 aᵢⱼ의 소행렬식 Mᵢⱼ는 i행과 j열을 지우고 남은 행렬의 행렬식이에요.

부호는 아래처럼 체스판 모양으로 붙어요. 위 왼쪽이 +이고, 한 칸 이동할 때마다 부호가 바뀌어요.

+−+−+−+−+

1행을 따라 전개하면 이렇게 써요.

det(A) = a₁₁M₁₁ − a₁₂M₁₂ + a₁₃M₁₃

예제: 1행으로 전개하기

A =2−10132014

1행의 성분은 2, −1, 0이에요. 각 성분에 해당하는 소행렬식을 먼저 구해요.

M₁₁ =32143·4 − 2·1 = 10
M₁₂ =12041·4 − 2·0 = 4
M₁₃ =13011·1 − 3·0 = 1

이제 부호를 붙여 더해요.

det(A) = 2·10 − (−1)·4 + 0·1 = 24

1행의 세 번째 성분이 0이라서 세 번째 항은 소행렬식을 구하지 않아도 0이에요. 이렇게 0이 많은 행이나 열을 골라 전개하면 계산이 줄어요.

다른 행·열로 전개해도 같아요

1열은 아래 성분이 0이에요. 1열로 전개하면 a₃₁M₃₁이 0이 되어 항이 두 개만 남아요. 부호는 +, −, +예요.

det(A) = 2·10 − 1·M₂₁ + 0·M₃₁, M₂₁ = (−1)·4 − 0·1 = −4
det(A) = 2·10 − 1·(−4) = 24

1행으로 구한 값과 같아요. 어느 행이나 열로 전개해도 결과는 같으니, 계산이 쉬운 쪽을 고르세요.

사러스 법칙

3×3에서만 쓸 수 있는 방법이에요. 오른쪽 아래로 향하는 대각선 세 개의 곱을 더하고, 왼쪽 아래로 향하는 대각선 세 개의 곱을 빼요.

오른쪽 아래: 2·3·4 + (−1)·2·0 + 0·1·1 = 24
왼쪽 아래: 0·3·0 + 2·2·1 + (−1)·1·4 = 0
det(A) = 24 − 0 = 24

사러스 법칙은 4×4 이상에는 쓸 수 없어요. 여인수 전개는 크기에 상관없이 쓸 수 있어서 함께 알아 두는 게 좋아요.

행 소거로 구하기

4×4 이상에서는 행 소거로 상삼각행렬을 만드는 방법이 편해요. 대각선 아래를 0으로 만들면 행렬식은 대각 성분의 곱이에요. 같은 행렬로 해 볼게요.

  1. 1
    행 소거로 상삼각행렬을 만들어요.
    2−10132014
  2. 2
    1열의 피벗 아래를 0으로 만들어요. 이 연산은 행렬식을 바꾸지 않아요.
    R₂ ← R₂ − (1/2)R₁
    2−100722014
  3. 3
    2열의 피벗 아래를 0으로 만들어요. 이 연산은 행렬식을 바꾸지 않아요.
    R₃ ← R₃ − (2/7)R₂
    2−10072200247

대각 성분을 곱하면 2 · 7/2 · 24/7 = 24예요. 행을 서로 바꾸지 않았으니 부호는 그대로예요. 세 방법의 결과가 모두 같아요.

행렬식의 성질

자주 하는 실수

자주 묻는 질문

행렬식이 음수면 무슨 뜻인가요?

변환이 방향을 뒤집는다는 뜻이에요. 넓이나 부피가 몇 배로 변하는지는 절댓값으로 봐요.

직사각행렬의 행렬식도 있나요?

없어요. 행렬식은 정사각행렬에서만 정의돼요.

행렬식을 구했는데 역행렬은 어떻게 구하나요?

가우스-조던 소거법 가이드에서 단계별로 설명하고 있어요.

직접 계산해 보세요값을 바꾸면 결과와 단계별 풀이가 바로 나와요.
행렬식 계산기 열기

함께 보면 좋은 글