《线性代数》课件第1章.ppt

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故由克莱姆法则,得唯一解

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即曲线方程为1.5.2齐次线性方程组

对于齐次线性方程组(1.5.5)定理1.5.2如果齐次线性方程组(1.5.5)的系数行列式D≠0,则它仅有零解。

例1.5.3λ取何值时,齐次线性方程组有非零解?解由定理1.5.2可知,若该齐次线性方程组有非零解,则其系数行列式D=0,而例1.4.1试按第三列展开计算行列式解将D按第三列展开,则有D=a13A13+a23A23+a33A33

+a43A43,其中a13=3,a23=1,a33=-1,a43=0。所以D=3×19+1×(-63)+(-1)×18+0×(-10)=-24。

例1.4.2计算行列式解

例1.4.3设D中元素aij的余子

式和代数余子式依次记做Mij和Aij,求A11+A12+A13+A14及M11+M21+M31+M41。解注意到A11+A12+A13+A14等于用1,1,1,1代替D的第1行所得的行列式,即又按定义知

例1.4.4计算解按第1行展开,有以此做递推公式,即得例1.4.5计算n阶行列式(其中xi≠0,i=1,2,…,n)。解方法一方法二

构造n+1阶行列式例1.4.6证明范德蒙德(Vandermonde)行列式(1.4.6)证用数学归纳法.因为为此,设法把Dn降阶,即从第n行开始,后行减去前行的x1倍,有按第1列展开,并把每列的公因子(xi-x1)提出,就有上式右端的行列式是n-1阶范德蒙德行列式,按归纳法假设,它等于所有(xi-xj)因子的乘积,其中n≥i≥j≥2.故例1.4.7求方程

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的根。解由行列式的定义知,D=0是x的三次方程,又是四阶范德蒙德行列式的转置,D=0的充要条件是D中有两行元素相同,所以D=0的三个根分别是x=-1,2,1。形如

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(1.5.1)1.5克莱姆法则1.5.1非齐次线性方程组

n元线性方程组与二、三元线性方程组相类似,它的解可以用n阶行列式表示,即有

定理1.5.1(克莱姆法则)如果线性方程组(1.5.1)的系数行列式不等于零,即那么,方程组(1.5.1)有唯一解(1.5.2)其中,Dj(j=1,2,…,n)是将系数行列式D中第j列的元素用方程组右端的常数项代替后所得到的n阶行列式,即证用D中第j列元素的代数余子式A1j,A2j,…,Anj

依次乘方程组(1.5.1)的n个方程,再把它们相加,得根据代数余子式的性质可知,式(1.5.3)中xj的系数等于D,而其余xi(i≠j)的系数均为0;又等式右端即是Dj,于是(1.5.3)(1.5.4)例1.5.1用克莱姆法则求解线性方程组:解例1.5.2设曲线y=a0+a1x+a2x2+a3x3通过四点(1,3)、(2,4)、(3,3)、(4,-3),求系数a0,a1,a2,a3。

解把四个点的坐标代入曲线方程,得线性方程组其系数行列式而类似地,计算可得性质5若行列式的某一行(列)的元素都是两元素之和,则此行列式可以写成两个行列式之和。

例如,某行列式第j列的元素都是两数之和:则D等于下列两个行列式之和:性质6把行列式的某一行(列)的各元素乘以同一数然后加到另一行(列)对应的元素上去,行列式的值不变,即(1.3.1)例1.3.1设解利用行列式性质,有例1.3.2计算解例1.3.3计算解这个行列式的特点是各列4个数之和都是6。现把第2,3,4行同时加到第1行,提出公因子6,然后各行减去第一行:例1.3.4计算解根据行列式的特点,可将第1列加至第2列,然后将第2列加至第3列,再将第3列加至第4列,目的是使D4中的零元素增多.例1.3.5计算n阶行列式解该行列式具有各行元素之和相等的特点,可将第2,3,…,n列都加到第1列,则第1列的元素相等,再进一步化简.例1.3.

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