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资料
.
关于行列式的一般定义和计算方法
n阶行列式的定义
n阶行列式=
(
(1)
N 阶行列式是 N ! 项的代数和;
3、N阶行列式的每项都是位于不同行、不同列N个元素的乘积;
特点:(1)(项数)它是3!项的代数和;
(2)(项的构成)展开式中的每一项都是取自行列式不同行不同列的三个元素之积.其一般项为:
(3)(符号规律)三个正项的列标构成的排列为123,231,312.
它们都是偶排列;
三个负项的列标构成的排列为321,213,132,
它们都是奇排列.
§ 行列式的性质
性质1:行列式和它的转置行列式的值相同。
即=;
行列式对行满足的性质对列也同样满足。
性质2 互换行列式的两行(列),行列式的值变号.
如: D==ad-bc , =bc-ad= -D
以r表第i行,C表第j列。交换 i,j两行记为r,交换i,j两列记作CC。
性质3:如果一个行列式的两行(或两列)完全相同,那么这个行列式的值等于零。
性质4:把一个行列式的某一行(或某一列)的所有元素同乘以某一个常数k的结果等于用这个常数k乘这个行列式。(第i行乘以k,记作r)
推论1:一个行列式的某一行(或某一列)的所有元素的公因式可以提到行列式符号的前面。
推论2:如果一个行列式的某一行(或某一列)的所有元素都为零,那么行列式值等于零。
推论3:如果一个行列式的某二行(或某二列)的对应元素成比例,那么行列式值等于零。
性质5:如果行列式D的某一行(或某一列)的所有元素都可以表成两项的和,那么行列式D等于两个行列式D1和D2的和。=+
性质6:把行列式的某一行(或某一列)的元素乘同一个数后,加到另一行(或另一列)的对应元素上,行列式值不变。
推论 如果行列式的某一行(列)的每个元素都是m个数之和(m2),则此行列式等于m个行列式之和。
一个n阶行列式,如果它的元素满足:;试证:当n为奇数时,此行列式为零。
每一行(或列)提出一个(-1),再转置得D=(-1)nD
性质7 行列式的某一行(列)的各元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式的乘积之和等于零。
按行:
按列:
将性质7 与Laplace定理合并为下列结论:
(1)
和 (2)
行列式的计算
1.利用行列式定义直接计算
例1 计算行列式
解 Dn中不为零的项用一般形式表示为
.
该项列标排列的逆序数t(n-1 n-2…1n)等于,故
2.利用行列式的性质计算
例2 一个n阶行列式的元素满足
则称Dn为反对称行列式,证明:奇数阶反对称行列式为零.
证明:由知,即
故行列式Dn可表示为
由行列式的性质
当n为奇数时,得Dn =-Dn,因而得Dn = 0.
3.化为三角形行列式
若能把一个行列式经过适当变换化为三角形,其结果为行列式主对角线上元素的乘积。因此化三角形是行列式计算中的一个重要方法。
例3 计算n阶行列式
解:这个行列式的特点是每行(列)元素的和均相等,根据行列式的性质,把第2,3,…,n列都加到第1列上,行列式不变,得
4.降阶法
降阶法是按某一行(或一列)展开行列式,这样可以降低一阶,更一般地是用拉普拉斯定理,这样可以降低多阶,为了使运算更加简便,往往是先利用列式的性质化简,使行列式中有较多的零出现,然后再展开。
例4 计算n阶行列式
解 将Dn按第1行展开
.
5.逆推公式法
逆推公式法:对n阶行列式Dn找出Dn与Dn-1或Dn与Dn-1, Dn-2之间的一种关系——称为逆推公式(其中Dn, Dn-1, Dn-2等结构相同),再由递推公式求出Dn的方法称为递推公式法。
例5 证明
证明:将Dn按第1列展开得
由此得递推公式:,利用此递推公式可得
6.利用范德蒙行列式
例6 计算行列式
解 把第1行的-1倍加到第2行,把新的第2行的-1倍加到第3行,以此类推直到把新的第n-1行的-1倍加到第n行,便得范德蒙行列式
7.加边法(升阶法)
加边法(又称升阶法)是在原行列式中增加一行一列,且保持原行列式不变的方法。
例7 计算n阶行列式
解:
(箭形行列式)
8.数学归纳法
例8 计算n阶行列式
解:用数学归纳法. 当n = 2时
假设n = k时,有
则当n = k+1时,把Dk+1按第一列展开,得
由此,对任意的正整数n,有
9.拆开法
把某一行(或列)的元素写成两数和的形式,再利用行列式的性质将原行列式写成两行列式之和
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