关于行列式的一般定义和计算方法Word文档下载推荐.docx

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a2n=

a12a22

an2;

an2

a1na2n

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.

a

b

c

d

如:

D=

=ad-bc,

=bc-ad=-D

以ri

表第i

行,Cj表第j列。

交换

i,j两行记为ri

rj,交换i,j两列记作

Ci

Cj。

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rik)

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。

ka

i1

kai2

kain

k

ai1

ai2

ain

性质5:

如果行列式

行列式D

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

等于两个行列式D1和D2的和。

a1j

b1

a2j

b2

a2n

a21a

22

+

bn

an1a

n2

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(m>

2),则此行列式等于m个行列式之和。

定义:

行列式

aij

如果满足:

ji

(i,j

1,

n);

则称此行列式为对称行

列式。

一个

n阶行列式,如果它的元素满足:

aij

aji

i,j

1,2

n;

试证:

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:

ai1Aj1

ai2Aj2

ainAjn

i

j

按列:

a1iA1j

a2iA2j

aniAnj

将性质7与Laplace定理合并为下列结论:

D

aik

Ajk

(1)

aki

Akj

(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

Dn

n1

解Dn中不为零的项用一般形式表示为

a1n1a2n2

an11ann

n!

.

该项列标排列的逆序数t(n-1n-2⋯1n)等于(n1)(n

2),故

(n

1)(n2)

Dn(

1)

.

2.利用行列式的性质计算

例2一个n阶行列式Dn

aij的元素满足

aji

i,j

1,2,

n,

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aijaji知aiiaii,即

aii0,i1,2,,n

故行列式Dn可表示为

a13

a23

a3n

由行列式的性质AA

Dna13

a3n

1)n

1)nDn

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

Db

bbba

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

(n

1)b

Da

[a

1)b]

ab

[a(n1)b]0

000ab

[a(n1)b](ab)n1

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

Dna0

0

(1)n1

an

(1)n1

(1)nan2

an2.

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

n-2之间的一

D

种关系——称为逆推公式(其中

n-1

n-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

x

Dn

an1

a2

a1

xn

axn1

axn2

xa,(n2)

将Dn按第1列展开得

an3

(1)n1an

anxDn1

由此得递推公式:

DnanxDn1,利用此递推公式可得

DnanxDn1anx(an1xDn2)

anan1xx2Dn2

anan1xa1xn1xn

6.利用范德蒙行列式

例6

计算行列式

x1

x2

x12

x22

xn2

x1n1

x1n2

x2n1

x2n2

xnn1

xnn2

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

(xixj)

nij

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

xa2

xan

第i行减第1行

2,,n1

(箭形行列式)

100x

naj

j1

xn1

8.数学归纳法

例8计算n阶行列式

用数学归纳法.当n=2时

D2

x(xa1)a2

a1x

假设n=k时,有

Dkxka1xk1a2xk2ak1xak

则当n=k+1时,把Dk+1按第一列展开,得

Dk1xDk

ak1

x(xk

a1xk1

ak1x

ak)ak1

xk1

a1xk

ak1x2

akxak1

由此,对任意的正整数n,有

Dnxna1xn1an2x2an1xan

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,使问题简化以利计算。

a2

例9

a22

0a2

Dn

1Dn1

a12

1Dn

⋯⋯

ai

12

i1

上面介绍了计算n阶行列式的常见方法,计算行列式时,我们应当针对具体

问题,把握行列式的特点,灵活选用方法。

学习中多练习,多总结,才能更好地

掌握行列式的计算。

ax

byaybzazbx

xyz

(1)ay

bzaz

bxax

by

(a3b3)yzx;

az

byay

bz

zxy

证明

bx

ay

yay

ay

bzaz

zax

xax

xay

z

y

zaz

a2yaz

b2z

a3y

b3z

b3y

(a3b3)y

关于行列式的消项(其中C代表列·

·

R代表行)

a2abb2

(2)2aab2b(ab)3;

111

abb2c2c1a2aba2b2

2a

2b

ba

c3

c1

(1)31ab

(b

a)(b

a)aba(ab)

3

1111

abcd

(3)a2b2c2d2

a4b4c4d4

(ab)(ac)(ad)(bc)(bd)(cd)(abcd);

证明

c2

d2

a4

b4

c4

d4

(c2,c3,c4减数字去第一

b(b

a)

c(c

d(d

0b2(b2a2)c2(c2a2)d2(d2a2)

列的)

a)(c

a)(d

b2(b

c2(c

a)d2(d

a)0

ba)

b)(cb

b)(d

b)c(c

=(ab)(ac)(ad)(bc)(bd)(cd)(abcd)

(4)

ax

anan1an2

a2xa1

用数学归纳法证明

当n

2时D

x2ax

命题成立

假设对于(n

1)阶行列式命题成立

Dn1xn1a1xn2

an2xan1

则Dn按第一列展开

xD

a

(1)n1x

00

xDn1anxna1xn1

an1xan

因此

对于n阶行列式命题成立

6设n阶行列式Ddet(aij),

把D上下翻转、或逆时针旋转

90、或依副对角线翻转

依次得

D1a

D2a

D3a

11

1n

n1

n(n

证明D1

D2

(1)2DD3

因为D

det(aij)

所以

n1an1

a21

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