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文檔簡介
1、二階行列式的定義2、二階行列式的應(yīng)用—解二元線性方程組1.1.1二階行列式1.1.2三階行列式1、三階行列式的定義2、三階行列式的應(yīng)用教學(xué)要求:了解二階、三階行列式的概念;
掌握二階、三階行列式的計算;掌握二元、三元線性方程組的求解公式。在中學(xué)階段,學(xué)習(xí)了各種式子,如和式、分式、根式、積分式等。和式:分式:根式:積分式:2+3;a+b;…運算符“+”運算符“—”,“+”運算符“”運算符“
”1、二階行列式的定義定義1.1
由2×2個數(shù)aij
(i,j=1,2)排成2行2列的數(shù)表,并在兩邊畫上豎線的符號第1行第2行第1列第2列稱為二階行列式,它表示代數(shù)運算:a11a22
a12a21.二階行列式的對角線規(guī)則:主對角線上兩元素乘積與副對角線上兩元素乘積之差。副對角線主對角線注:由定義,二階行列式表示一個代數(shù)運算式!例如:二階行列式系數(shù)aij
及bi(i,j=1,2)為常數(shù)。由aij
及bi(i,j=1,2)可構(gòu)成以下3個二階行列式,分別記為2、二階行列式應(yīng)用設(shè)二元線性方程組其中D稱為系數(shù)行列式。其中x1,x2為未知量,說明:顯然,系數(shù)行列式D是由方程組(1.1)的系數(shù)在方程組的一般形式下保持原來相對位置不變所構(gòu)成的二階行列式.二階行列式D1是用常數(shù)項(b1,b2)替換D中第一列所得的行列式,二階行列式D2是用(b1,b2)替換D中第二列所得的行列式.的系數(shù)行列式命題1.1
設(shè)二元線性方程組且則方程組的解可表示為(1.1)【證】由消元法解二元線性方程組兩式相減,消去x2
得(1)×
a22(2)×
a12顯然,兩個解的分母相同,且分母由方程組的4個系數(shù)aij
確定.類似地,消去x1
得當a11a22
a12a21≠0時,(1.2)利用二階行列式的定義,記即則方程組的解(1.2)式可表示為證畢?!纠?.1】解線性方程組解:
因為系數(shù)行列式由命題1.1,所以方程組的解為且回顧:上一講學(xué)習(xí)了二階行列式3、三階行列式的定義類似地,我們定義三階行列式如下。定義1.2
設(shè)3×3個數(shù)aij(i,j=1,2,3)排成的3行3列并在兩邊加上豎線的式子它表示代數(shù)運算
稱為三階行列式,記為D=|(aij)3|或det(aij),即a11
a12
a13a21
a22
a23a31
a32
a33a11
a12
a13a21
a22
a23a31
a32
a33+-說明:(1)三階行列式的對角線規(guī)則(2)沙路法:三階行列式還可用沙路法則記憶(如圖1.2)
a11a21a31
a12a22a32a13a23a33
a11a21a31
a12a22a32
將行列式的第一列、第二列重復(fù)寫在行列式右側(cè),然后畫線,實線劃過的3數(shù)乘積之和與虛線劃過的3數(shù)乘積之差?!纠?.2】計算三階行列式按對角線規(guī)則
有【解】
1
2
(
1)
3
(
1)
(
1)D
1
5
4
2
2
2
2
(
1)
4
3
5
2
11解:按對角線法則,有【例1.3】求行列式
20+0+0-0-0-0
12
0
3
0
0D
1
5
4
6
2
0
3
5
0
6
0
4
20
規(guī)律:觀察行列式的特點,位于主對角線下方元素全部為零,稱這種形式的行列式為上三角形行列式。例題表明:上三角形行列式等于主對角線上元素的乘積?!纠?.4】已知【解】方程左端為三階行列式,按對角線法則得解得注:若記顯然,D(x)是x的函數(shù).求x.
解:按對角線規(guī)則,有課堂練習(xí):
求行列式思考:
命題1.2設(shè)含有三個未知量與三個方程的線性方程組為4、三階行列式的應(yīng)用其中xi為未知量,aij,bj(i=1,2,3;j=1,2,3)為已知常數(shù)。且系數(shù)行列式則方程組的解為若記可見:類似于二元方程組,三元線性方程組的解也是由系數(shù)aij,bi決定的?!纠?.5】解線性方程組【解】因為系數(shù)行列式方程組有唯一解,又因為所以線性方程組的唯一解為【例1.5’】解線性方程組【解】方程組的系數(shù)行列式為=1×1×(
1)且行列式故方程組的解為:說明:求解三元線性方程組,解題關(guān)鍵是計算系數(shù)行列式D,以及行列式D1
,D2
,D3
,其中D1
,D2
,D3
是將系數(shù)行列式D的第1,2,3列分別用常數(shù)列替代而得到行列式.練習(xí)1.計算下列行列式2.計算下列二階或三階行列式(假設(shè)a,b,c,
為常數(shù))(2)
(3)(1)4.請你自編一個二元線性方程組,并求解之。3.求解方程組5.計算下列三階行列式:6.計算下列二階或三階行列式(假設(shè)a,b,c為常數(shù))
(8)
(9)
(7)3.若,求常數(shù)a。5.解線性方程組4.已知,求常數(shù)
。
END1、n級排列的定義2、排列的逆序數(shù)3、對換與排列的性質(zhì)1.2.1排列及其逆序數(shù)1.2.2n階行列式1、3階行列式的結(jié)構(gòu)2、n
階行列式的定義3、一些特殊形式的行列式教學(xué)要求:了解n級排列的概念了解排列的逆序數(shù)、奇偶排列概念及其性質(zhì)會求排列的逆序數(shù)了解n階行列式的概念,會用行列式定義計算一些行列式掌握特殊行列式的計算。定義1.3由自然數(shù)
1,2,…,n
組成的有序數(shù)組i1,i2,…,in稱為一個n級排列,其中ik∈{1,2,…,n}(k=1,2,…,n)例如,當n=3時,3級排列是由1,2,3
組成的有序數(shù)組,它們分別為1、n級排列的定義顯然,3級排列共有3!=6種。顯然,n級排列共有n!
個。在一個排列中,由較小數(shù)碼到較大數(shù)碼的排列次序稱為自然順序;而由較大數(shù)碼到較小數(shù)碼的排列為逆自然順序,簡稱逆序。2、n級排列的逆序數(shù)定義1.4
個數(shù)組成一個逆序.排在數(shù)ik
左邊比ik大的數(shù)的個數(shù)稱為數(shù)ik的逆序數(shù).中,若數(shù)ij>ik
,則稱這兩在一個排列i1,...,ij,...,ik,…,ini1,...,ij,...,ik
,…,in例如,3級排列中,排在數(shù)2
左邊比2
大的數(shù)有3,共1個,故數(shù)
2
的逆序數(shù)為1。3級排列中,排在數(shù)1
左邊比1
大的數(shù)有3,2,共2個,故數(shù)
1
的逆序數(shù)為2。定義1.4
一個排列中,每個數(shù)的逆序數(shù)的總和稱為此排列的逆序數(shù).排列i1i2…in的逆序數(shù)記為t=
(i1i2…in).例如:在5級排列32514中,32514逆序逆序逆序逆序數(shù)1的左邊比1大的數(shù)有3個,逆序因此,排列“32514”的逆序數(shù)為t=τ(32514)=0+1+0+3+1=5。分別是3,2,5,故數(shù)1的逆序數(shù)為3.從左至右,每個數(shù)碼的逆序數(shù)類推。逆序數(shù)為奇數(shù)的排列稱為奇排列;逆序數(shù)為偶數(shù)的排列稱為偶排列.排列的奇偶性:注:由定義,確定一個排列的逆序數(shù)的方法是:在這個排列中,從左至右,分別計算排列中每個數(shù)左邊比它大的數(shù)碼個數(shù),即計算出排列中每個數(shù)的逆序數(shù),然后將每個數(shù)的逆序數(shù)求和即得到排列的逆序數(shù).【例1.6】求4級排列3412的逆序數(shù),并指出奇偶性.【解】從排列“3412”的左邊第一個數(shù)碼“3”開始,從左至右,依次求出每個數(shù)碼的逆序數(shù),然后將每個數(shù)碼的逆序數(shù)相加即得排列的逆序數(shù).因為排列“3412”從左至右數(shù)碼“3”的逆序數(shù)為0,數(shù)碼“4”的逆序數(shù)為0,數(shù)碼“1”的逆序數(shù)為2,數(shù)碼“2”的逆序數(shù)為2,所以
(3412)=0+0+2+2=4又因為
(3412)=4是偶數(shù),故排列“3412”是偶排列.
【例1.6’】
計算下列9級排列的逆序數(shù),并指出其奇偶性.217986354解:從左至右,分別計算排列中每個數(shù)的逆序數(shù)所以,該排列的逆序數(shù)t=
(217986354)=18,該排列為偶排列.217986354010013445當n=4k,4k+1(k∈N)時t為偶數(shù),即排列n,n
1,…,2,1為偶排列;當n=4k+2,4k+3(k∈N)時t為奇數(shù),即排列n,n
1,…,2,1為奇排列.【例1.7】由自然數(shù)1,2,…,n按逆自然順序排成的n級排列其逆序數(shù)為n,n
1,
n
2,…,3,2,1012n
2n
1定義1.5
在排列中,將任意兩個數(shù)碼位置對調(diào),其余數(shù)碼不動,這種作出新排列的過程叫做對換。相鄰兩個數(shù)碼的對換叫相鄰對換。3、對換與排列的性質(zhì)結(jié)論:一個排列中的任意兩個元素對換,排列改變奇偶性。例如,5級排列逆序數(shù)2(偶)1(奇)對換逆序數(shù)7(奇)8(偶)相鄰對換5級排列定理1.1(對換性質(zhì))任一排列經(jīng)過一次對換將改變其奇偶性.設(shè)排列為a1…alabb1…bm
,對換a與b,變?yōu)閍1…albab1…bm
,顯然,除a,b外a1…al
;b1…bm
這些元素的逆序數(shù)經(jīng)對換不改變,而a,b兩元素的逆序數(shù)改變:【證】
(先證相鄰對換的情形)
當a>b
時,經(jīng)對換后
a的逆序數(shù)不變,而
b的逆序數(shù)減少1;
當a<b
時,經(jīng)對換后a
的逆序數(shù)增加1,而
b的逆序數(shù)不變。所以,排列a1…alabb1…bm
與
a1…albab1…bm
的奇偶性不同。再證一般對換的情形:設(shè)排列為a1…alab1…bm
bc1…cn,把b作
m次相鄰對換,調(diào)成a1…alabb1…bmc1…cn,再把a作m+1次相鄰對換,調(diào)成a1…albb1…bm
ac1…cn.所以,這兩個排列的奇偶性相反??傊帕衋1…alab1…bmbc1…cn
經(jīng)
2m+1次相鄰對換,調(diào)成a1…albb1…bm
ac1…cn
,【證】因為在全部的n級排列中,共有n!個排列,奇排列經(jīng)一次對換就是偶排列,因此奇排列的個數(shù)不超過偶排列個數(shù)。
同樣,偶排列經(jīng)一次對換就是奇排列,因此偶排列的個數(shù)不超過奇排列個數(shù),故奇排列個數(shù)與偶排列個數(shù)相等,因此奇偶排列各占一半,即n!/2個。推論在全部的n級排列中,奇排列與偶排列個數(shù)各占一半。例如,由1,2,3組成的3級排列共有3!=6個,它們分別為奇排列有:其中,偶排列有:1.2.2n階行列式教學(xué)內(nèi)容:1、3階行列式的結(jié)構(gòu)2、n階行列式的定義3、一些特殊形式的行列式1、三階行列式結(jié)構(gòu)分析分析式子右邊,可得如下特點:①共有3!=6項的和。其中每一項都是位于不同行、不同列的3個元素的乘積。1.2.2n階行列式②每一項除正負號以外可以寫成a1j1a2j2a3j3
的形式。且行下標是1,2,3的自然排列,列下標是1、2、3的某個排列j1j2j3
,這樣的排列,共有3!=6種,即式子右端含有6項的代數(shù)和。132,213,321
(偶排列)(奇排列)③各項的正負號與列標排列對照:123,231,312帶正號的三項列標
j1
j2
j3
排列是:帶負號的三項列標
j1
j2
j3
排列是:④三階行列式可用和號“
”寫成其中
“
”
表示對1、2、3三個數(shù)的所有可能的排列j1j2j3取和,t為排列j1j2j3的逆序數(shù),即t
=
(j1j2j3).定義1.7
由n2個數(shù)aij
排成的n行n列并在兩邊加上豎線的式子稱為n階行列式,記為D或
det(aij)或|aij|。其中“
”表示所有取自于D中不同行不同列的n
個數(shù)的乘積項的代數(shù)和,其乘積項形如2.n階行列式定義1.7
由n2個數(shù)aij
排成的n行n列并在兩邊加上豎線的式子稱為n階行列式,記為D或
det(aij)或|aij|。其中“
”表示所有取自于D中不同行不同列的n
個數(shù)的乘積項的代數(shù)和,其乘積項形如其中j1j2…
jn
為一個n
級排列,t為排列j1j2…
jn
的逆序數(shù)。說明:①行列式是一種特定的算式,n
個數(shù)的乘積項形如行下標是自然順序排列,列下標是n級排列,符號由該n級排列的逆序數(shù)確定,奇數(shù)排列時取負號,偶數(shù)排列時取正號。②
n階行列式共有n!項的代數(shù)和;③
n!項的代數(shù)和中每項都是位于不同行、不同列的n個元素乘積.例如,5階行列式有5!=120
項的代數(shù)和?!纠?.8】在6階行列式det(aij)中的項的符號為____.的行下標為自然順序排列1,2,3,4,5,6解:因為項j1=4,j2=3,j3=1,j4=2,j5=6,j6=5其逆序數(shù)為
(431265)=6前邊應(yīng)帶正號“+”.偶排列,所以,項列下標的排列為:是偶數(shù),因此列下標是【例1.9】計算四階行列式解設(shè)一般項是在一般項中,只有當j1=4時,一般項才有可能不為“0”,否則如果j1≠4,且由于第1行中只有位于第4列的元為4,其余元為“0”,那么從而該項等于零.同理,只有當j2=3,j3=2,j4=1時,一般項才不為零.這就是說,和式中不為零的項只有“a14a23a32a41”這一項,且列下標排列的逆序數(shù)
(j1j2j3j4)=
(4321)=6,所以注:從這個例子可知,行列式的對角線規(guī)則只適應(yīng)于二階或三階行列式,四階及以上階行列式不能用對角線規(guī)則.【例1.10】用定義計算行列式解:由于在一般項中,當時,,且故時,一般項有可能不為0,的排列只有一個自然排列1234,在所有4級排列j1j2j3j4
中,能滿足這一項(
1)t
a11a22a33a44,且這項的符號是(
1)
t
=(
1)0=1.所以所以D中可能不為0的項只有由例題,我們可得:同例1.10,可以證明n
階上三角行列式即,上三角形行列式的值等于其主對角線元素的乘積。下三角形、對角形行列式的值也為主對角元素的乘積。(下三角形行列式)(對角形行列式)類似的可證明:例如:【例1.11
】用行列式的定義計算解:記,在一般項中,只有當時,列標排列取所以在D的所有求和項中,只有這一項不為不為零,所以其中1.求下列各排列的逆序數(shù)(n>1)(1)8級排列:76385214;(2)2n級排列:13
(2n-1)24
(2n)
(2)2n級排列:13
(2n-1)(2n)(2n-2)
2.2.列出全部的4級排列,并區(qū)分出奇排列與偶排列。練習(xí)思考:在全部的4級排列中,奇排列與偶排列各有多少個?答案:
4級排列共有4!=24(個),奇排列與偶排列各有
24/2=12(個).1.用行列式定義計算下列行列式2.自編一個三角形或?qū)切涡辛惺剑⒂嬎阒?。練?xí)考研真題1.(2021數(shù)學(xué)三)多項式中x3的系數(shù)
-5.2.(2016數(shù)學(xué)三)行列式.END1.3.1行列式的等價定義1.3.2行列式性質(zhì)1、行與列的對稱性2、行(列)互換的變號性3、整行(列)提取公因數(shù)性質(zhì)4、行(列)和的可加性5、行(列)倍加變換的不變性教學(xué)要求:了解行列式的等價定義掌握行列式的基本性質(zhì)會用行列式性質(zhì)計算行列式1.3.1行列式的等價定義行列式定義回顧其中t
為行標排列i1,i2,…,in的逆序數(shù)。定義1.7
n
階行列式的等價定義即t=
(i1,i2,…,in)。即一般項的行標是n級排列i1,i2,…,in,而列標是按自然順序排列的其中t
為行標排列i1,i2,…,in定理1.2
n
階行列式(1.9)還可以寫成即一般項的行標與列標都是n級排列!的逆序數(shù)與行標排列j1,j2,…,jn的逆序數(shù)之和。設(shè)稱DT為行列式D的轉(zhuǎn)置行列式。1.3.2行列式的性質(zhì)記行列式D轉(zhuǎn)置示意:a11a21…an1
a12a22…an2
a1na2n…ann
…………
D=
a11a12…a1n
a21a22…a2n
an1an2…ann
…………
則DT=性質(zhì)1(行與列的對稱性)
行列式與它的轉(zhuǎn)置行列式相等。例如,若123
456
788則DT==3注:行列式“行與列”的對稱性說明對行成立的性質(zhì)對列也成立。
行列式也可稱為”列行式”。性質(zhì)2
(行互換的變號性)互換行列式的兩行(列),行列式變號。若則D=
D1.則D=
D1.例如以
ri
表示行列式的第
i行,以
ci
表示行列式的第
i列,(1)交換第i,j
兩行記作:(2)交換第i,j
兩列記作:例如:推論如果行列式有兩行(列)完全相同,則此行列式為零。例如:【證】
把這兩行互換,有D=
D,故2D=0,即D=0
.
性質(zhì)3(整行提取公因數(shù)性質(zhì))
行列式的某一行(列)中所有的元素都乘以同一個數(shù)k,等于用數(shù)
k乘此行列式.例如:第
i行(或列)提出公因數(shù)
k,記作ri÷k(或ci÷k)。第
i行(或列)乘以
k,記作ri
×k(或ci×k
)。
推論行列式中如果有兩行(列)元素成比例,則此行列式為零.兩行相同!兩行成比例!例如:性質(zhì)5[行(列)和的可加性]
如果行列式的某行(列)的所有元都可以寫成兩個數(shù)的和,則該行列式可以寫成兩個行列式的和,這兩個行列式的這一行(列)的元分別為對應(yīng)的兩個加數(shù)之一,而其余各行(列)的元素與原行列式相同。a11a12…a1n
ai1+bi1
ai2+bi2
…ain
+bin
an1an2…ann
…………
…………
a11a12…a1n
ai1ai2…ain
an1an2…ann
…………
…………
a11a12…a1n
bi1bi2…bin
an1an2…ann
…………
…………
+=D=第i行推論:[行(列)和的可加性]
如果行列式的某行(列)的所有元都可以寫成m個數(shù)的和,則該行列式可以寫成m個行列式的和,這m個行列式的這一行(列)的元分別為對應(yīng)的m個加數(shù)之一,而其余各行(列)的元素與原行列式相同。【例1.11】性質(zhì)5[行(列)倍加變換的不變性]把行列式的某一列(行)的各個元素乘以同一數(shù)然后加到另一列(行)對應(yīng)的元素上去,行列式不變。以數(shù)
k乘第
j行(列)加到第
i行(列)上,記作ri
+krj
(ci
+kcj
).命題
行列式D=|aij|經(jīng)過有限次的行互換與行倍加運算,總可以化為上三角形行列式。(1)k其中(1)k表示行列式進行k次行互換改變的符號。例如:計算行列式【例1.12】計算行列式【解】運用行列式的性質(zhì),將其轉(zhuǎn)化為上三角形行列式,得【例1.12’】計算行列式【例1.13】計算n階行列式【解】注意到行列式每一行的和均為(x+na),因此將每列加至第1列,然后提取公因式(x+na),再將第1行的(
1)倍加至其余各行,得【補例1】計算n階行列式解:將第2,3,4,…,n
列都加到第一列得(第一列提取因子[a+(n-1)b])設(shè)【補例2】,記則D=D1D2.解:對D1作運算ri
+krj
,把D1化為下三角形行列式:
D2作運算ci
+kcj
,把D2化為下三角形行列式:于是,對D的前k列作運算ri
+krj
,再對后n列作運算ci
+kcj
,把D化為下三角形:故D=p11…pkkq11…qnn=D1D2.證畢.例如:計算行列式解:1.計算行列式(其中a,b,c,d為常數(shù))練習(xí)1.計算行列式(其中a,b,c,d為常數(shù))練習(xí)
(3)(4)考研真題1.(2016數(shù)學(xué)三)行列式.2.(2020數(shù)學(xué)三)行列式.3.(2014數(shù)學(xué)三)行列式(A)(ad-bc)2;(B)-(ad-bc)2;(C)a2d2-b2c2;(D)b2c2-a2d2END1.4行列式展開公式1、余子式與代數(shù)余子式定義2、行列式按行(列)展開公式3、范德蒙行列式教學(xué)要求:了解余子式、代數(shù)余子式的概念掌握行列式的按行(列)展開公式
了解范德蒙行列式
定義1.9在
n階行列式det(
aij
)中,把元素
aij
所在的第
i行和第
j列的元素劃去,留下來的n
1階行列式稱為元素
aij
的余子式,記作
Mij
.記Aij
=(
1)i+jMij
,稱Aij
為元素
aij
的代數(shù)余子式。1、余子式與代數(shù)余子式【例1.22】4階行列式中元素a32
的余子式為其代數(shù)余子式為引理1.1
一個
n階行列式D=|
aij
|,如果D的第i
行所有元素除aij
外都為0,那么這個行列式等于aij
與它的代數(shù)余子式Aij的乘積,即【證】第
i
行元素除aij
外都為0
,即ai1=0,ai2=0,…,ain
=0,所以我們先證aij
位于第1行、第1列的情形,此時i=1,j=1,即aij為a11這是【例1.14】中當
k=1時的特殊情形,故有又從而得把D的第i行依次與第i-1行,第i-2行,…第1行對調(diào),下證一般情形,此時(共對調(diào)了i-1次?。┑冒袲的第j列依次與第j-1列,第j-2列,…第1列對調(diào),(共對調(diào)了j-1次?。┲械挠嘧邮組ij注意到:元素aij
在行列式仍然是aij
在行列式中的余子式于是有,行列式故即證畢.
定理1.3【按行(列)展開公式】行列式D=det(aij)等于它的任意一行(列)的各元素與其對應(yīng)的代數(shù)余子式乘積之和,即2、行列式按行(列)展開公式【證】將D的第i行每個元素拆分為n個數(shù)的和,按行和的可加性,有(按行展開公式)(按列展開公式)或第i行每個元拆分為n個數(shù)求和!上式n個行列式求和,根據(jù)引理1.1,即得按第
i行展開公式,類似地,若按第
j列展開,可得公式推論:行列式任一行(列)的元素與另一行(列)的對應(yīng)元素的代數(shù)余子式乘積之和等于零,即:(1)第i行元素與第k行的對應(yīng)元素代數(shù)余子式乘積之和等于零。(2)第j列元素與第l列的對應(yīng)元素代數(shù)余子式乘積之和等于零。把行列式D=det(aij)按第
k
行展開有【證】把行列式中第k行的元素akj
換成aij(i
k,j=1,2,…,n),可得相同同理證畢所以第k行第i行或由定理與推論,可總結(jié)為例如:
計算三階行列式解:按第一行展開,得按第二行展開,得注:顯然,因為a21=0,a23=0,所以按第二行展開時,只要計算A22,
計算量明顯減少?!纠?.14】計算行列式【解】先將第2列化為含有較多零元素素,再按第2列展開計算.【補例3】(應(yīng)用行列式性質(zhì)與展開公式計算行列式)計算行列式解:觀察行列式,注意到第3行“a33=1”。保留第3行“a33=1”,把第3行其余元素通過“倍加列變換”變?yōu)?
,然后按第3行展開,即(按第3行展開)(再按第3列展開)(已降為3階行列式?。ㄒ呀禐?階行列式!)【例1.15】
計算行列式3、范德蒙行列式證明:由n個數(shù)組成的行列式Dn(稱為范德蒙行列式)(1.6)表示n個數(shù)兩兩大下標與小下標兩數(shù)之差的乘積。(1.6)【證】(用歸納法)所以當
n=2時結(jié)論成立。因為當n=2時,現(xiàn)假設(shè)(1.6)對于n-1個數(shù)要證(1.6)對于
n
階范德蒙行列式也成立。行列式也成立。顯然,范德蒙行列式的每一列是個等比數(shù)列。對范德蒙行列式
Dn
,從第
n行開始,將第(n-1)行的(-x1)
倍加到第(n)行,將第(n-2)行的(-x1)
倍加到第(n-1)行,依次類推….,將第1
行的(-x1)
倍加到第2行,得按第1列展開,并提出每列的公因子(xi
x1)(i=2,3,…,n),有上式右端的行列式是
n
1階范德蒙行列式,按照歸納假設(shè),它等于所有(xj
xi)因子的乘積,其中
2
≤
i<j≤n
。故其中,這是例如組成的4階范德蒙行列式,所以由【例1.16】設(shè)(1)求行列式第二列元素的代數(shù)余子式之和(2)求行列式第二行元素余子式之和【解】(1)將展開公式左右倒過來運用,有(2)將余子式轉(zhuǎn)化為代數(shù)余子式,再利用展開式.注:在計算A12,A22,A32,A42時,若分別計算每個Ai2(i=1234)計算量較大,逆用展開式把其轉(zhuǎn)化為四階行列式,再利用行列式性質(zhì)計算可簡化運算。
【習(xí)題一,14題】
設(shè)n階行列式求第一行各元素的代數(shù)余子式之和顯然,行列式Dn與行列式Cn第一行各元素的代數(shù)余子式相同!考察解:第一行各元素的代數(shù)余子式之和可以表示成
1.已知四階行列式D中第一列的元素為1,2,0,-4,第三列的元素的余子式為6,x,19,2,試求x的值.2.計算行列式
練習(xí)3.證明n階行列式
4.(2008數(shù)學(xué)3)證明n階行列式
END1.5克拉姆法則教學(xué)內(nèi)容:1、克拉姆(Cramer)法則2、齊次線性方程組有非零解的充要條件教學(xué)要求:了解克拉姆法則。會用克拉姆法則求解線性方程組。
設(shè)含有
n個未知數(shù)x1,x2,…,xn
以及
n個線性方程的方程組其中aij,bi(i,j=1,2,3,…,n)為常數(shù).1、克拉姆法則(1)若常數(shù)項b1,b2,…,bn不全為0,稱此方程組為非齊次線性方程組;(2)若常數(shù)項b1,b2,…,bn全為0,此時稱方程組為齊次線性方程組.000定理1.4(克拉姆法則)如果線性方程組(1.6)的系數(shù)行列式D不等于零,即那么方程(1.6)有唯一解其中Dj
(j=1,2,…,n)是把系數(shù)行列式D中第
j
列的元素用方程右端的常數(shù)項代替后所得到的
n
階行列式,即【證】用
D中第
j列元素代數(shù)余子式A1j,A2j,…,Anj
依次乘方程組(1.6)的
n個方程,再把它們相加,得(j=1,2
,…,n).根據(jù)代數(shù)余子式的重要性質(zhì)可知,上式中
xj
的系數(shù)等于D,而其余
xi(i≠j)的系數(shù)均為零;又等式右端即是Dj,
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