行列式的计算及应用毕业论文
行列式的计算与技巧 毕业论文
江西师范大学数学与信息科学学院学士学位论文行列式的计算与技巧The calculation of determinantand the skill姓名:* ***学号:090*0*0**2学院:数学与信息科学学院专业:数学与应用数学指导老师:*完成时间:2013-3-11行列式的计算与技巧【摘要】行列式是代数的一个重要的内容,也是讨论线性方程组的一个非常有力的工具,在数学的许多分支上有着极其广泛的应用。
同时,行列式的计算非常的灵活多变,有很强的技巧和规律性。
本文则主要讨论行列式的一些常用的方法,并坚持从实例出发,在以上几种常用方法的基础上,探讨并给出行列式的其他几种计算方法。
如:三角形法、升阶法、数学归纳法、递推法、提取因子法、范德蒙行列式法、拆行法等等,通过以上这些方法基本可以解决一般的n阶行列式的计算问题。
【关键词】行列式递推法范德蒙行列式降阶法The calculation of determinant and the skill【Abstract】Determinant is an important content of algebra, and discussthe system of linear equations is a very powerful tool, many branches of mathematics has the extremely widespread application. At the same time, the determinant calculation is very flexible, strong skills and regularity. This article mainly discuss some commonly used methods of the determinant, and proceed from the instance and on the basis of the above several kinds of commonly used method, and gives several calculation methods of the determinant are discussed. Such as: the triangle method, order method, mathematical induction, recursive method, extraction factor method, vandermonde determinant method, the split line method, and so on, through the above these methods can solve the general basic n-th-order determinant calculation problem.【Key words】:The determinant, Recursive method, Vandermonde determinant,Order reduction method目录1 引言 (1)2行列式的定义 (1)2.1 用定义法计算行列式 (1)3 行列式的相关性质 (3)3.1利用相关性质得到几种特殊解法 (3)3.1.1对角线法则计算行列式 (3)3.1.2 三角形法计算行列式 (3)3.1.2.1箭形(或爪形)行列式 (4)3.1.3加边法(升阶法)计算行列式 (5)3.1.4 分解行列法(又称拆项法)计算行列式 (6)3.1.5降阶法计算行列式 (7)4递推法计算行列式 (9)5 特征值法计算行列式 (10)6 数学归纳法计算行列式 (10)7 提取因子法计算行列式 (11)8 利用范德蒙行列式计算行列式 (12)9 利用拉普拉斯展开定理计算行列式 (14)10 因式分解法计算行列式 (15)11 乘法定理法(行列式乘积法)计算行列式 (16)12 小结 (17)参考文献 (18)1 引言行列式是一个基本的数学工具,是线性代数的重要研究对象,无论是在高精尖端科学领域,还是在日常工业生产、工程施工或经济管理中都有着广泛的应用。
行列式的计算技巧及其应用毕业论文【范本模板】
本科生毕业论文(设计)题目: 行列式的计算技巧及应用学生姓名:谢芳学号: 201210010133专业班级:数学与应用数学12101班指导教师:颜亮完成时间: 2016 年 5 月目录摘要.。
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1 关键词.。
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1 0、前言。
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1 1、基础知识及预备引理.。
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2 1.1行列式的由来及定义。
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..2 1.2行列式的性质。
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3 1。
3拉普拉斯定理及范德蒙德行列式的定义....。
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4 2、行列式的计算方法。
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.4 2。
1定义法。
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..4 2.2利用行列式的性质(化三角型)计算.。
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5 2.3拆行(列)法...。
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4加边法(升阶法)。
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5范德蒙德行列式的应用。
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.7 3、n阶行列式的计算。
行列式的计算方法及其在线性方程组中的应用毕业论文
ANAMtm tJhi・I TV本科生毕业论文题目:姓名:学号:系别:年级:专业:指导教师:指导教师:行列式的计算方法及其在线性方程组中的应用2008020230462008 级数学职称:副教授职称:讲师2012年4月20日安顺学院毕业论文任务书数学与计算机科学系数学与应用数学专业2008年级学生姓名韦诚毕业论文题目:行列式的计算方法及其在线性方程组中的应用任务下达日期:2011年9月5日毕业论文写作日期:20H年9月5日至2012年4月20指导老师签字:学生签字:《高等代数》是数学专业学生的一门必修基础课程。
行列式的计算是高等代数中的重点、难点,特别是n阶行列式的计算,学生在学习过程中,普遍存在很多困难,难于掌握。
讣算n阶行列式的方法很多,但具体到一个题,要针对其特征,选取适当的方法求解。
当看到一个貌似非常复朵的n阶行列式时,仔细观察, 会发现其实它们的元素在行或列的排列方式上都有某些规律。
掌握住这些规律, 选择合适的il•算方法,能使我们在极短的时间内达到事半功倍的效果!本文首先介绍n阶行列式的定义、性质,再归纳总结行列式的各种汁算方法、技巧及其在线性方程组中的初步应用。
行列式是线性方程组理论的一个组成部分,是中学数学有关内容的提高和推广。
它不仅是解线性方程组的重要工具,而且在其它一些学科分支中也有广泛的应用。
关键词:n阶行列式计算方法归纳线性方程组ABST RACTAlgebra is a courses of mathematics specialized coinpulsory of the basic mathematic- The determinant's calculation is the most difficulty in higher algebra, especially, the n order determinant's calculation , alway is student's difficulty in the learning process, so ,it is difficult to master for ours • There are a lot of calculations of n order determinant in method , but when we say a problem of the calculation of n order determinant, according to its characteristics, selecting the appropriate method to solving is a very good idea. When you see a seemingly so complex n order determinant, we should observe them carefully,“nd we will find that their elements are arranged in row s or columns have some regularity. Grasping of these laws, finding a appropriate calculation method can help us to achieve a multiplier effect in a very short time! This paper mainly introduces the definition of n order determinant, nature, and calculation methods, the skills of calculation of n order determinant and application in linear equation group. Determinant is an importanf theory in linear equations and it is an indis pensable part of linear equations, determinant is also the middle school mathematics' content raise and proinotion. It is not only the solution of linear equations of the important took but also in some other branch has a wide range of app lications.Key words: n order determinant calculation method induce linear equations引言1屛介行列式的定义 2屛介行列式的性质 3计算屛介行列式的具体方法与技巧利用行列式定义直接计算 利用行列式的性质计算 化为三角形行列式逆推公式法拆开法3.4 降阶法 3.6 利用范德蒙德行列式 3.7 加边法(升阶法) 3.8数学归纳法 10 4行列式在线性方程组中的初步应用 11 4.1克拉默(Gramer )法则 12 4.2克拉默(Gramer )法则的应用1211421用克拉默(Gramer)法则解线性方程组13 422克拉默法则及其推论在几何上的应用14 结论16 参考文献17 致谢1817解方程是代数中一个基本问题,特别是在中学中所学的代数中,解方程占有重要的地位•因此这个问题是读者所熟悉的.比如说,如果我们知道了一段导线的电阻r它的两端的电位差y,那么通过这段导线的电流强度八就可以有关系式ir = V求出来•这就是所谓解一元一次方程的问题•在中学所学代数中,我们解过一元、二元、三元以至四元一次方程组.线性方程组的理论在数学中是基本的也是®要的内容.对于二元线性方程组当4心22-如佝*0时,次方程组有惟一解,即”•…“ _ “山一如勺Aj — * ---------------- —^*11^22 -如切如“处-0皿21我们称5如-mSl为二级行列式,用符号表示为于是上述解可以用二级行列式叙述为:当二级行列式时,该方程组有惟一解,即对于三元线性方程组有相仿的结论•设有三元线性方程组«21(»2 2«11 %“21 ©2勺心22你如一竹S I =«21如5內+如兀2+"/3=久+"22X2 +^23^3 =®, «3 內 +432大2 +"33X3 =%利'彳弋 工弋 1^22^^33 + ^12^23^^31 + ^13^21^^321^23^32 ^12^^21^^33 ^^13^^22^31 丿7^5行列式,用符号表示为:"H "22"33 +“12°23"刃 +«)3«21^32 "^^11^23^32 "如①心彳 _'WWsi =我们有:当三级行列式«11 «12 "|3«21 «22 «23“31 ^32 “33时,上述三元线性方程组有惟一解,解为4厶X 严+,尤2=〒,a a其中S «12 勺3«H 勺"|3£ =■■■«23,J,="21 勺 “23,〃3 =5 U" b 、妇"32 “33«31 % "33如]“32 S在本论文中我们将把这个结果推广到畀元线性方程组4内+4胪2+…+你忑=勺 “2 內+"22兀2+…+ “2届=2弘内+0小:2+…+ 4汁為="/<的情形•为此,我们首先要给出〃阶行列式的定义并讨论它的性质,这就是 本论文的主要内容.«11 ®2 ®3"21 ^22 "23 "31 “32 “33cl =1 n阶行列式的定义“21 “22.... -^211"川...... 弘"等于所有取自不同行不同列的个元素的乘积仙几(1)的代数和,这里jj2…h是12…,”的一个排列,每一项(5)都按下列规则带有符号:当j|j2…人是偶排列时,(1)带正号,当是奇排列时,(1)带有负号•这一定义可以写成二2(_严"5畑..%恥…人这里X表示对所有阶排列求和・丿"2・・・人定义表明,为了计算《阶行列式,首先作所有有可能山位于不同行不同列元素构成的乘积。
行列式的性质及应用论文
行列式的性质及应用论文行列式是线性代数中的重要概念,它具有许多重要的性质和广泛的应用。
本文将从性质和应用两个方面来探讨行列式的相关内容。
首先,我们来讨论行列式的性质。
行列式是一个标量,它可以表示矩阵所围成的平行四边形的面积或者体积。
行列式的计算可以通过拉普拉斯展开定理、三角矩阵法和克拉默法则等方法来进行。
下面是行列式的一些重要性质:1. 行列式的性质一:行列式的值与行列式的转置值相等。
即,对于一个n阶方阵A,有det(A) = det(A^T)。
2. 行列式的性质二:行列式的值等于它的任意两行(或两列)互换后的值的相反数。
即,如果将矩阵A的第i行和第j行进行互换,那么有det(A) = -det(A'),其中A'是矩阵A进行行互换后的矩阵。
3. 行列式的性质三:如果矩阵A的某一行(或某一列)的元素全为零,则行列式的值为零。
即,如果A的某一行(或某一列)所有元素都为零,则有det(A) = 0。
4. 行列式的性质四:行列式的某一行(某一列)的元素都乘以一个常数k,等于用该行(该列)的元素乘以k的行列式的值。
即,如果将矩阵A的第i行的所有元素都乘以k,那么有det(A) = k * det(A'),其中A'是矩阵A进行行数乘k后的矩阵。
行列式的这些性质使得我们可以通过简单的操作来计算复杂矩阵的行列式,从而简化线性代数的运算。
接下来,我们来探讨行列式的应用。
行列式在数学和工程中有广泛的应用,下面举几个例子:1. 线性方程组的解:行列式可以用来求解线性方程组的解。
对于一个n阶方阵A和一个n维向量b,如果det(A)≠0,那么方程组有唯一解;如果det(A) = 0,那么方程组无解或有无穷多解。
2. 矩阵的逆:行列式可以用来判断一个矩阵是否可逆。
对于一个n阶方阵A,如果det(A)≠0,那么A是可逆的,且其逆矩阵的行列式为1/det(A)。
3. 平面和体积的计算:行列式可以用来计算平面和体积的面积或体积。
行列式的计算技巧——毕业论文.doc
2016届本科毕业论文行列式的计算方法姓名:____ *** ____________ 院别:____数学与信息科学学院________ 专业:____数学与应用数学____________ 学号:___ 0000000000______________ 指导教师:__ __ *** ___ ____ 2016年 5月 1日2016届本科生毕业论文目录摘要.................................................... 错误!未定义书签。
关键词....................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ..................................................... 错误!未定义书签。
Key words .................................................... 错误!未定义书签。
0 引言....................................................... 错误!未定义书签。
1 基本理论................................................... 错误!未定义书签。
2 行列式的计算技巧........................................... 错误!未定义书签。
2.1 化三角形法........................................... 错误!未定义书签。
2.2 递推法............................................... 错误!未定义书签。
2.3降阶法............................................... 错误!未定义书签。
行列式的计算方法研究毕业论文
昆明学院2010 届毕业设计(论文)设计(论文)题目行列式的计算方法研究姓名学号 S006054127所属系数学系专业年级数学与应用数学2006级数学<1>班指导教师2010年 5 月摘要在线性代数中,行列式是个函数。
在本质上,行列式描述的是在n维空间中一个线性变换所形成的“平行多面体”的“体积”。
行列式的概念出现的根源是解线性方程组。
本论文首先,对行列式的计算方法进行总结,并对计算方法进行举例。
其次,n阶行列式的计算方法很多,除非零元素较少时可利用定义计算(①按照某一列或某一行展开②完全展开式)外,更多的是利用行列式的性质计算,特别要注意观察所求题目的特点,灵活选用方法。
最后,值得注意的是,在同一个行列式有时会有不同的求解方法,这就要根据行列式的特点选择适当的方法了。
关健词:行列式计算方法方法举例AbstractIn linear algebra, the determinant is a function.In essence, the determinant dimensional space described in a linear transformation.The formation of "parallel polyhedron" and "volume".The concept of the root of the determinant there is solution of linear equations.The paper on the summary of the calculation of the determinant and the calculation method for example.n-order determinant have many the calculation methods,Fewer non-zero elements Can be calculated using the definition(1.In accordance with the start of a column or a row. 2.Full expansion.). More determinant of the nature of the calculation is to use.In particular, observe the characteristics of the subject request,Flexible Selection Method.It is to be noted that In the same determinant sometimes will have different methods for solving. Here are some commonly used methods and illustrate with examples.Keywords:Determinant Calculation motheds illustrate with examples目录前言 (1)第一章普遍法求行列式1.1利用行列式的定义直接计算 (2)1.2利用行列式的性质计算 (2)1.3化为三角形行列式 (3)1.3.1直接化为阶梯型 (3)1.3.2相同去项化上三角形 (4)第二章特殊法求行列式2.1降阶法(按行(列)展开法) (5)2.1.1先简后展 (5)2.1.2 按第一行(列)展开 (6)2.2 递(逆)推公式法 (7)2.2.1等差数列递推 (7)2.2.2“一路直推” (9)2.2.3对角递推 (9)2.3利用德蒙行列式 (11)2.3.1变形德蒙行列式 (11)2.3.2 系数德蒙行列式 (12)2.3.3利用行列式性质凑德蒙行列式 (13)第三章其他方法求行列式3.1加边法(升阶法) (14)3.1.1“0”和“字母”加边 (14)3.1.2“0”和“1”加边 (14)3.2 数学归纳法 (16)3.2.1第一数学归纳法 (16)3.2.2第二数学归纳法 (17)3.2.3猜测归纳法 (17)3.3拆开法 (19)3.3.1对角拆开 (19)3.3.2按行(列)拆 (19)参考文献.............................................................................................21. 辞. (22)前言在线性代数中,行列式是一个函数,其定义域为的矩阵A,值域为一个标量,写作)det(A。
行列式的计算方法总结 毕业论文
1 行列式的概念及性质1.1 行列式的概念n 级行列式nnn n nn a a a a a a a a a212222111211等于所有取自不同行不同列的个元素的乘积n nj j j a a a 2121的代数和,这里的n j j j 21是1,2,…,n 的一个排列,每一项都按下列规则带有符号:当n j j j 21是偶排列时,带有正号;当n j j j 21是奇排列时,带有负号。
这一定义可写成,这里∑nj j j 21表示对所有n 级排列的求和。
1.2 行列式的性质[1]性质1 行列互换,行列式值不变,即=nn n n n na a a a a a a a a212222111211nnn n n n a a a a a a a a a 212221212111性质2 行列式中某一行(列)元素有公因子k ,则k 可以提到行列式记号之外,即=nnn n in i i na a a ka ka ka a a a212111211nnn n in i i na a a a a a a a a k 212111211 这就是说,一行的公因子可以提出去,或者说以一数乘以行列式的一行就相当于用这个nn nnj j j j j j r j j j nnn n nn a a a a a a a a a a a a 21212121)(212222111211)1(∑-=数乘以此行列式。
事实上,nnn n in i i n a a a ka ka ka a a a212111211=11i i A ka +22i i A ka +in in A ka + =21(i i A a k +22i i A a +)in in A a +nnn n in i i n a a a a a a a a a k212111211= , 令k =0,如果行列式中任一行为零,那么行列式值为零。
性质3 如果行列式中某列(或行)中各元素均为两项之和,即),,2,1(n i c b a ij ij ij =+=,则这个行列式等于另两个行列式之和。
行列式的计算方法 毕业论文 (2)
行列式的计算方法摘要行列式最早是由解线性方程而引进的,时至今日,行列式已不止如此,在许多方面都有广泛的应用。
本文,我们学习行列式的定义、性质,化为“三角形”行列式,利用行列式的性质,使行列式化简或化为“三角形”行列式计算。
利用拉普拉斯展开定理,按某一行(列)或某几行(列)展开,使行列式降级,利用范德蒙行列式的计算公式,利用递推关系等,在计算行列式中最常用的是利用行列式的性质,和按某行(列)展开行列式,而某些方法是针对于某些特殊类型的行列代而言,对一般的n级行列式的计算,往往要利用行列式的性质和拉普拉斯展开定理,导出一个递推公式,化为2级或3级行列式,以及化为“三角形”行列式来计算。
关键词计算方法线性方程组行列式引言解方程是代数中一个基本问题,特别是在中学代数中,解方程占有重要地位。
因此这个问题是读者所熟悉的。
譬如说,如果我们知道了一段导线的电阴r,它的两端的电位差v,那么通过这段导线的电流强度i,就可以由关系式vir ,求出来。
这就是通常所谓解一元一次方程的问题。
在中学所学代数中,我们解过一元、二元、三元以至四元一次方程组。
而n 元一次方程组,即线性方程组的理论,在数学中是基本的也是重要的内容。
在中学代数课中学过,对于二元线性方程组:⎩⎨⎧=+=+22221211212111b x a x a b x a x a 当二级行列式022211211≠a a a a 时,该方程组有唯一解,即222112112221211a a a a ab a b x =,222112112211112a a a a b a b a x =,对于三元线性方程组有相仿的结论。
为了把此结果推广到n 元线性方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++=+++=+++nn nn n n n n n n b x a x a x a b x a x a x a b x a x a x a 22112222212*********的情形。
我们首先要掌握n 级行列式的相关知识。
行列式的计算 毕业论文
行列式的计算摘要: 行列式是研究许多学科的重要工具,因此行列式的计算是大家共同关注的问题.本文介绍了几种特殊而且行之有效的行列式的计算方法.关键词: 范德蒙行列式; 降阶法; 升阶法; 递推法; 数学归纳法; 代数余子式的计算; 拉普拉斯定理展开符号说明: i r 表示第 i 行j c 表示第j 列ij M 表示行列式元素ij a 的余子式 ij A 表示行列式元素ij a 的代数余子式i j kr r + 表示第 i 行的k 倍加到第j 行 i j kc c + 表示第 i 列的k 倍加到第j 列The Calculation of the DeterminantMA Zhi-e(College of Mathematics and Statistics, Northwest Normal University,Lanzhou 730070, Gansu, China)Abstract: The determinant is an important tool to study many disciplines, so the calculation of thedeterminant is a commonly concerned problem. Several particular and effective methods of calculating the determinant are introduced in this paper.Key words: Vandermonde determinant; reducing order method; ascending order method; recursive methods;mathematical induction; calculation of algebraic complement; method of Laplace expansion;引言使用行列式按行(列)展开,可以将行列式写成低一阶的行列式的代数和,从而将行列式降一阶.但是,由于展开式是n 项代数和,因此计算量任很大,可以考虑一些减少计算量的方法,并且选择最佳计算方法.行列式是研究许多学科的重要工具,因此行列式的计算是大家共同关注的问题.课本中只介绍了几种计算方法,本文主要介绍几种特殊而且行之有效的行列式的计算方法,具有针对性.一、化行列式为三角行列式使用行列式的性质将行列式化为三角行列式 ㈠ 箭形行列式例1.1 计算行列式11111201030100n D n= 解 1212,3,111110200030000j nj c c jn j njD n=+-=-=∑ 21!(1)nj n j==-∑ ㈡ 可化为箭形的行列式例1.2 计算n 阶行列式()123123123123,1,2,n nn n i i nx a a a a x a a D a a x a x a i n a a a x =≠=解 ()112311222,1133110000,2,in r r n i ni i n n x a a a a x x a D a x x a x a i n a x x a -+=--=--≠=--箭形行列式()()31211223311100=,2,10101001n n nni i i i i a a x a x a x a x a x a x a x a i n =------≠=--∏()()132122332,110100=,2,001001j nk n k k k n nnc c j niii i i x a a a x a x a x a x a x a x a i n =+==+-----≠=∑∏()111nnk i i k i k k x x a x a ==⎛⎫=+- ⎪-⎝⎭∑∏㈢ 行(列)和相等的行列式例1.3 计算n 阶行列式n x aa axa D a ax=解 ()()()()12,1111111j c cn j nx n a a a aa x n a xa x a D x n a x n a axax+=+-+-==+-⎡⎤⎣⎦+-()12,1010i r r i naa x a a x n a x a-+=-=+-⎡⎤⎣⎦-()()()11n x n a x a -=+--⎡⎤⎣⎦㈣ 相邻行(列)元素差1的行列式 以数字1,2n 为(大部分)元素,且相邻两行(列)元素相差1的n 阶行列式可如下计算:自第一行(列)开始,前行(列)减去后行(列),或自第n 行(列)开始,后行(列)减去前行(列),即可出现大量元素为1或1-的行列式.例1.4.1 计算n 阶行列式,=n ij ij D a a i j =-其中 解 由=ij a i j -得11,2,101221111111013211111214311111=2340111111123101231i i r r n i n n n n n n n D n n n n n n n nn+-+=-------------=-------------12,3,10000120001220012220123241jc cj nn n n nn +=------=--------()()12121n n n --=--例1.4.2 计算n 阶行列式1231234134512=11321221n n n n D n n n n nn n ------解 1,1,2123111*********111111111i ir r n i n n n n n n D n n--+=----=--()12,3,1231201111011110111101111j c cj nn n n n n n n n+=+---=-- ()11111111111211111111c n n n n n nn ---+=--按展开()12,3,1111111111211111111j c c j nn n n n n n+=-----+=---()12,3,1100100121001000jc cj nn n n n n n +=-----+=---()()()()()121221112n n n n n n n ----+=--()()112112n n n n n --+=-二、利用范德蒙行列式结果计算当行列式各行(列)都是某元素的不同次幂的形式,使用行列式的性质将行列式整理成范德蒙行列式.例2 计算行列式12222122221212111n n n n n n n nnnn x x x x x x D x x x x x x ---=解 考虑1n +阶范德蒙行列式()()()()()12222122221212122222121212222121111121211111111n n n n n n n nnnn n n n i j j i nn n n n n n n n n n nnnn n n x x x x x x D x x x x x x x x x x x x x x f x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ---≤<≤--------+===----∏()1,1n n n n D f x x -+显然,就是辅助行列式中元素的余子式M ,即 ()1,1,1,1==1.n n n n n n n n n D +++++-=-M A A()()()1,1121n n n n ijj i nf x x x x x x x -+≤<≤=-++-∏而由的表达式知,的系数为A()()121n n ijj i nD x x x x x ≤<≤∴=++-∏三、降阶法使用行列式的性质将行列式的某行(列)化为只有一个非零元素,然后按这一行(列)展开,这样就可以将行列式降一阶,每展开一次,行列式的次数可以降低一阶,如此继续进行直到将行列式降到二阶行列式并求其值.这种方法对阶数不高的数字行列式比较适用.例3 计算n 阶行列式0000000000000000n x y x y x D y x y yx=解 ()110000001000000n c n xy y xx y D xy y xxy+=+-按展开()()111nn n n n n x y x y +=--=+-四、升阶法升阶法(也称加边法或镶边法),是在原行列式的基础上增加一行一列(即升一阶)且保持原行列式不变的情况下计算行列式的一种方法.可用升阶法计算的行列式一般应满足各行列含有共同元素的特点,且化简后常变成箭形行列式.例4.1 计算n 阶行列式()11212212120n n n n n na b a a a a b a D b b b a a a b ++=≠+解 1121211211222,3,212111101000=100010r r inn n n n i nn nnn n a a a a a a a b a a b D a a b a b a a a b b -+=+++-=+-+-加边1112111,2211000000000j jnjn j jc c b j nnn a a a a b b b b +=+=++=∑1211n jn j j a b b b b =⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭∑例4.2 计算n 阶行列式2112122122212111nn nn n n n x x x x x x x x x x D x x x x x ++=+解 12211212212221211010101n n n nn n n n x x x x x x x x D x x x x x x x x x x ++=++加边111212,3,12110001001i inx r r i n nx x x x x x --+=+-=-- 1121212,3,11010001001j jni n i xc c j n x x x x -=+=++=∑211ni i x ==+∑五、递推法使用行列式的性质,将所求的n 阶行列式n D 用同样形式的1n -阶行列式1n D -表示出来,建立n D 与1n D -之间的递推关系,有时还可以将n D 用同样形式的比1n -阶更低阶的行列式表示,建立他们之间的递推关系,从而找到递推公式,最终求出n 阶行列式的值.例5.1 证明112211111nn i n i i nn n xxxD a x xa a a a a -=----==--∑证明 ()11111111n n n nn n x D xD a xD a x+----=+-=+-按c 展开()121n n n n n n D xD a x xD a a ---∴=+=++ 221n n n x D a x a --=++ 32321n n nn x D a x a x a ---=+++ =12121n n n n a x a x a x a ---=++++例5.2 计算n 阶行列式000n a aa b aa Db b a b b b= 解 n D n 将中第列元素表示成两数之和,然后拆成两个行列式相加,即()000000n a a a b a a b b a D b b ba a +++=+- 00000000a aa a ab aa b a b b a b b b b bab b ba=+- ()1n -将上式等号右边第一个行列式从第二行起,每一行的倍加到上一行,将第二个行列式按第列展开,得,1000000n n b a b a D aD b bbba---=--n 将上式等号右边第一个行列式按第列展开,得()11n n n D a b aD --=-- … ①a b 由字母与的对称性显然有()11n n n D b a bD --=-- … ②联立①②得,()()1111n n n n n n D aD a b D bD b a ----⎧⎫+=-⎪⎪⎨⎬+=-⎪⎪⎩⎭()()123321n n n n n n a b ab a a b ab b -----≠=-+++当时,可解得D ,()()111n n n a b n a -==--当时,易算出D六、数学归纳法当已知一个n 阶行列式的结果,要证明其等式对于任意的自然数都成立,常使用数学归纳法证明.如果未知n 阶行列式的结果,也可以先计算当1,2,3n =时的行列式值,推导出n 阶行列式的结果,然后使用数学归纳法证明结论的正确性.这种方法通常用在证明n 阶行列式的等于某个值的题目中.例6 证明1212111111111111111111111nn n i i n na a D a a a a a a =-++⎛⎫==+ ⎪⎝⎭++∑ 证明 1111111,.n n D a a a ⎛⎫==+=+ ⎪⎝⎭当时,所以结论成立12111kk k i in k D a a a a =⎛⎫==+ ⎪⎝⎭∑假设时结论成立,即 11k n k D +=+那么当时,将按最后一列拆开,有1122111110111111101111+11101111111111111k kkk a a a a D a a a ++++++=++121121000000=00011111k k k k k k a a a D a a a a D a +++=+12121111kk k k i i a a a a a a a a +=⎛⎫=++ ⎪⎝⎭∑1121111k k i i a a a a ++=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑ 1n k ∴=+当时,结论亦成立.综上可知, 1212111111111111111111111nn n i i n na a D a a a a a a =-++⎛⎫==+ ⎪⎝⎭++∑.七、代数余子式的计算n ij n D a 设阶行列式=,则有结论1,0,nn ik jk k D i j a A i j ==⎧⎫=⎨⎬≠⎩⎭∑ 或1,0,nn ki kj k D i j a A i j==⎧⎫=⎨⎬≠⎩⎭∑ 利用上述表达式有时可以简化代数余子式的有关计算问题.例7 设n 阶行列式1231201030100n nD n=,求第一行各元素的代数余子式之和11121.n A A A +++解 显然第一行各元素的代数余子式之和可以表示成1112111111201030100n A A A n+++= 1212,3,21111102001!10030000j nj n c c jj nj jn j n=-+==-⎛⎫==- ⎪⎝⎭∑∑八、利用拉普拉斯展开定理计算拉普拉斯定理是行列式按一行或一列展开定理的推广.为了灵活应用拉普拉斯展开定理,必须正确理解其含义.该定理是说在n 阶行列式n D 中任意选定k 个行(列)(1,k n <<且这k 个行(列)不一定相连),位于这k 行(列)中所有k 阶子式i M (共k n C 个)与其相应的代数余子式i A 的乘积之和等于原行列式,即1knc n i i i D M A ==∑需要提醒的是i A 是i M 的代数余子式,计算i A 时不要遗漏其符号,即()111k ki i j j i i A N ++++=-11k k i i i i i j j M N M 其中,和,是所在行和列的序号,是的余子式.在利用拉普拉斯定理进行计算时,为使计算简便,一般选含零多的k 个行(列)展开. 例8 利用拉普拉斯定理计算2n 阶行列式22111324213n nn n n D nn n n +-+=+++解 2n D n n 因为的第1和2两行中不为0的2阶子式只有一个,因此按第1和2行展开,得()1212211213113242n nn n n n n D n n nn +++-++=-+++()()()()()21221222222n nn n D D D ---=-=-==-=-九、一题多解例9 计算n 阶行列式123123123123nn n n n a b a a a a a b a a D a a a ba a a a a b++=++解法1 n D 显然是一个各行和相同的行列式,故将各列都加到第一列上. 然后提取第一个公因子,可得,2323231231111nn nn i n i n a a a a b a a D b a a a ba a a a b=+⎛⎫=++ ⎪⎝⎭+∑12,3110001100100i i na c c i ni i b b a bb-+==⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑ 11nn i i bb a -=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑解法2 11232,300000in r r n i na b a a a b b D b b bb-+=+-=--箭形12312,3000000i nin i c c i nb a a a a b b b=+=+=∑11nn i i bb a -=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑解法3 n D 用加边法构造以下与相等的n+1阶行列式1121212122,3,121101000100010inn n r r n n i nn a a a a a a a b a a b D a a ba b a a a bb-+=+-=+=-+- 0n b D=若=0,显然b ≠不妨设0,112112,3110000000j nin i c c bn j na a a ab b D b b=+=+=∑111n ni i b a b =⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑11nn i i bb a -=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑解法4 12312312312300n n n n n a b a a a a a b a a D a a a ba a a a a b++++=+++12312312312312312312312300n n n na b a a a a b a a a a b a a a a b a a a a ba a a ab a a a a a a a b++++=+++ n n 将上式等号右边的第一个行列式的各行都减去第行,将第二个行列式按第列展开,得11112300000000n n n n n nbb D b bD b a bD a a a a ---=+=+ ()1212n n n n n b a b b a bD ----=++11212n n n n n b a b a b D ----=++=()11121n n n n b a a a b D ---=++++ ()()11121n n n n b a a a b a b ---=+++++11nn i i bb a -=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑参考文献【1】徐仲.线性代数典型题分析解集.2版.西北工业大学出版社,1997【2】赵慧斌,高旅瑞.线性代数专题分析与解题指导.北京大学出版社,2007,8【3】张天德,蒋晓芸.线性代数习题精选精解.山东科学技术出版社, 2009,12【4】上海交通大学数学系编. 线性代数习题与精解.2版. 上海交通大学出版社, 2004,6【5】刘书田,王中良编. 线性代数学习辅导与解题方法.高等教育出版社, 2003,7【6】徐仲,陆全等.高等代数考研教案. 2版.西北工业大学出版社, 2009,6【7】北京大学数学系几何与代数教研室前代数小组编.高等代数.第3版.高等教育出版社, 2003,2 【8】张禾瑞.高等代数同步辅导及习题全解.第5版.中国矿业大学出版社, 2009,2。
行列式解法小结 数学毕业论文
行列式解法小结数学毕业论文
行列式解法是线性代数中重要的一种方法,可以广泛地应用于各个领域,如物理、工程、经济等。
本文就行列式解法进行了全面的介绍和分析,并探讨了它在实际应用
中的具体作用。
首先,本文阐述了行列式作为一个矩阵的一个属性,描述了它的定义、性质和计算方法。
行列式的定义是通过对一个矩阵中所有可能的排列进行组合,求得的一个标
量值。
它具有很多有用的性质,如行列式关于行和列的互换、行列式的线性性质等。
计算行列式可以使用伴随矩阵或展开式等方法。
其次,本文讨论了行列式作为一个代数工具的应用。
通过分析行列式与线性方程组之间的关系,我们可以发现,行列式可以被用来检测线性方程组解的性质。
如果行
列式的值为零,则该线性方程组无唯一解。
但如果其值不为零,则有唯一解。
此外,本文还阐释了行列式在求解矩阵乘法、求逆矩阵及求解特征值的应用。
通过行列式解法可以很容易地计算出矩阵的乘积、逆矩阵以及特征值等,这对于实际应
用中的矩阵相关问题具有很大的意义。
最后,本文对于行列式的具体应用进行了分析。
在物理领域中,如电学和热学计算问题里,行列式经常出现在方程组的解中。
在机器学习领域,行列式也被广泛地应
用于求解数据的特征值和特征向量。
在工业制造领域中,行列式可以用于计算机器人
的运动,以及控制系统的分析。
综上所述,行列式在数学中具有很重要的地位,并且在各个应用领域都有着非常广泛的应用。
因此,学习和掌握行列式解法对于从事数学及相关领域的人员来说是非
常必要的。
行列式的计算及应用毕业论文
行列式的计算及应用毕业论文行列式的计算及应用毕业论文目录1. 行列式的定义及性质 (1)1.1 行列式的定义 (1)1.1.1 排列 (1)1.1.2 定义 (1)1.2 行列式的相关性质 (1)2. 行列式的计算方法 (5)2.1 几种特殊行列式的结果 (5)2.1.1 三角行列式 (5)2.1.2 对角行列式 (5)2.2 定义法 (5)2.3 利用行列式的性质计算 (5)2.4 降阶法 (6)2.5 归纳法 (7)2.6 递推法 (8)2.7 拆项法 (9)2.8 用德蒙德行列式计算 (10)2.9 化三角形法 (10)2.10 加边法 (11)2.11 拉普拉斯定理的运用 (12)2.12 行列式计算的Matlab实验 (13)3. 行列式的应用 (15)3.1 行列式应用在解析几何中 (15)3.2 用行列式表示的三角形面积 (15)3.3 应用行列式分解因式 (16)3.4 利用行列式解代数不等式 (17)3.5 利用行列式来证明拉格朗日中值定理 (17)3.6 行列式在实际中的应用 (18)总结 (20)参考文献 (21)附录1 (22)附录2 (22)附录3 (23)谢辞 (24)1. 行列式的定义及性质 1.1 行列式的定义1.1.1 排列[1]在任意一个排列中,若前面的数大于后面的数,则它们就叫做一个逆序,在任意一个排列中,逆序的总数就叫做这个排列的逆序数.1.1.2 定义[1]n 阶行列式nnn n n na a a a a a a a a D212222111211=就相当于全部不同行、列的n 个元素的乘积nnj j j a a a 2121 (1-1-1)的代数和,这里n j j j 21是n ,,2,1 的一个排列,每一项(1-1-1)都按下列规则带有符号:当n j j j 21是偶排列时,(1-1-1)是正值,当n j j j 21是奇排列时,(1-1-1)是负值.这一定义可以表述为n nn nj j j j j j j j j nnn n nna a a a a a a a a a a a D21212121)(212222111211)1(∑-==τ, (1-1-2)这里∑nj j j 21表示对所有n 级排列求和.由于行列指标的地位是对称的,所以为了决定每一项的符号,我们也可以把每一项按照列指标排起来,所以定义又可以表述为n i i i i i i i i i nn n n nnn n a a a a a a a a a a a a D21)(212222111211212121)1(∑-==τ.(1-1-3) 1.2 行列式的相关性质记 nnn n n na a a a a a a a a D 212222111211=,nnn nn n a a a a a aa a a D 212221212111'=,则行列式'D 叫做行列式D 的转置行列式.性质1 行列式和它的转置行列式是相等的[2]. 即D D ='. 证明:记D 中的一般项n 个元素的乘积是,2121n nj j j a a a它处于D 的不同行和不同列,所以它也处于'D 的不同行和不同列,在'D 中应是,2121n j j j n a a a所以它也是'D 中的一项.反之, 'D 的每一项也是D 的一项,即D 和'D 有相同的项.再由上面(1-2)和(1-3)可知这两项的符号也相同,所以D D ='.性质2 nnn n in i i nnn n n in i i n a a a a a a a a a k a a a ka ka ka a a a212111211212111211=. 证明:inin i i i i nnn n in i i n A ka A ka A ka a a a ka ka ka a a a +++=2211212111211.)(2121112112211nnn n in i i nin in i i i i a a a a a a a a a k A a A a A a k =+++=性质3 如果行列式的某行(列)的元素都为两个数之和[2],如nnn n nn n a a a c b c b c b a a a D 21221111211+++=,那么行列式D 就等于下列两个行列式的和:.212111211212111211nnn n n n nn n n n n a a a c c c a a a a a a b b b a a a D += 可以参照性质2的证明得出结论.性质4 对换行列式中任意两行的位置,行列式值相反.即若设,21212111211nnn n kn k k in i i na a a a a a a a a a a a D=,212121112111nnn n in i i kn k k na a a a a a a a a a a a D =则.1D D -=证明:记D 中的一般项中的n 个元素的乘积是.2121n k i nj kj ij j j a a a a a它在D 中处于不同行、不同列,因而在1D 中也处于不同行、不同的列,所以它也是1D 的一项.反之,1D 中的每一项也是D 中的一项,所以D 和1D 有相同的项,且对应的项绝对值相同.现在看该项的符号:它在D 中的符号为.)1()(21n k i j j j j j τ-由于1D 是由交换D 的i 、k 两行而得到的,所以行标的n 级排列n k i 12变为n 级排列n k i 12,而列标的n 级排列并没有发生变化.因此D 和1D 中每一对相应的项绝对值相等,符号相反,即.1D D -= 性质5 如果行列式中任有两行元素完全相同,那么行列式为零.证明:设该行列式为D ,交换D 相同的那两行,由性质4可得D D -=,故.0=D性质6 如若行列式中任有两行或者两列元素相互对应成比例,则行列式为零.证明:设n 阶行列式中第i 行的各个元素为第j 行的对应元素的k 倍,由性质2,可以把k 提到行列式外,然后相乘.则剩下的行列式的第i 行与第j 行两行相同,再由性质5,最后得到行列式为零.性质7 把任意一行的倍数加到另一行,行列式的值不改变.nnn n knk k knin k i k i na a a a a a ca a ca a ca a a a a2121221111211+++nnn n kn k k kn k k nnnn n kn k k in i i n a a a a a a ca ca ca a a a a a a a a a a a a a a a2121211121121212111211+=nnn n kn k k in i i n a a a a a a a a a a a a 21212111211=.2. 行列式的计算方法2.1 几种特殊行列式的结果2.1.1 三角行列式nn nn nna a a a a a a a a 221122*********=(上三角行列式).nn nnn n a a a a a a a a a2211212221110=(下三角行列式). 2.1.2 对角行列式nn nna a a a a a22112211000=. 2.2 定义法例1 用定义法证明.000000002121215432154321=e e d d c c b b b b b a a a a a 证明:行列式的一般项可表成.5432154321j j j j j a a a a a 列标543,,j j j 只能在5,4,3,2,1中取不同的值,故543,,j j j 三个下标中至少有一个要取5,4,3中的一个数,则任意一项里至少有一个0为因子,故任一项必为零,即原行列式的值为零.2.3 利用行列式的性质计算。
线代论文之论行列式的计算方法及在生活中的实际应用
线代论文之论行列式的计算方法及在生活中的实际应用论行列式的计算方法及在生活中的实际应用10数字印刷一班孙晓康100220211行列式就是线性代数中的一个基本工具。
无论是高等数学领域里的高深理论,还是现实生活里的实际问题,都或多或少的与行列式有著轻易或间接的联系。
行列式的排序具备一定的规律性和技巧性。
针对各种行列式的结构特点概括了行列式排序的常用计算方法,并以实例予以表明。
行列式的计算是学习高等代数的基石,它是求解线性方程组,求逆矩阵及求矩阵特征值的基础,但行列式的计算方法很多,综合性较强,在行列式计算中需要我们多观察总结,便于能熟练的计算行列式的值。
目前我们常用的计算行列式的方法有对角线法则,化为三角形行列式,拆分法,降阶法,升阶法,待定系数法和数学归纳法,乘积法,加边法。
1.对角线法则此法则适用于于排序低阶行列式的值(如2阶,3阶行列式的值),即为主对角线的元素的乘积乘以辅或次对角线上的元素的乘积,其主要思想就是根据2阶,3阶行列式的定义排序行列式的值。
2.化成三角行行列式利用行列式的性质,把行列式化为上(下)三角形行列式,再利用上(下)三角形行列式的结论,可得到相应行列式的值3.分拆法把某一行(或列)的元素写成两数和的形式,再利用行列式性质将原行列式写成二个行列式的和,使问题简化以利于计算。
4.降阶法(包括递推降阶法和依据定理展开)(1)关系式降阶法:关系式法可以分成轻易关系式和间接关系式。
用轻易关系式法排序行列式的关键就是找到一个关于的代数式去则表示,依次从逐级关系式便可以算出的值;间接关系式的作法就是,转换原行列式以结构出来关于和的方程组,解出就可以Champsaur。
(2)依据定理展开法:依据行列式展开定理,可以把所给行列式展开成若干个低一阶的行列式的和。
如果能把行列式变形,使其某一行(列)的元素只有一个不为零,那么这个行列式就可以变形为一个低一阶的行列式来计算。
5.升阶法在排序行列式时.我们往往先利用行列式的性质转换取值的行列式,再利用进行定理使之降阶,从而并使问题获得精简。
行列式的计算方法和解析论文
行列式的计算方法和解析论文行列式是线性代数中重要的概念,其在矩阵理论、向量空间等方面有广泛的应用。
行列式的计算方法包括拉普拉斯展开、按行(列)展开、递推法等。
行列式的计算方法在不同的场景下有不同的适用性,下面将详细介绍行列式的计算方法及其应用,并从一篇经典的解析论文中探讨行列式在数学研究中的作用。
一、行列式的计算方法1.拉普拉斯展开法:拉普拉斯展开法是求行列式的一种常用的计算方法。
假设A是一个n阶方阵,其中元素用a_ij表示,对于任意一个a_ij,可以通过展开该元素所在的行和列的其他元素来计算行列式的值。
拉普拉斯展开法的基本原理是递归地求解子行列式的值,直到得到一个1阶行列式。
例如,对于一个3阶行列式A=,a_11a_12a_13a_21a_22a_2a_31a_32a_3可以通过拉普拉斯展开法按第一行展开来计算行列式的值:A,=a_11*,A_11,-a_12*,A_12,+a_13*,A_1=a_11*(a_22*a_33-a_23*a_32)-a_12*(a_21*a_33-a_23*a_31)+a_13*(a_21*a_32-a_22*a_31)其中,A_11,表示去掉第一行第一列元素的2阶子行列式,以此类推。
2.按行(列)展开法:按行(列)展开法是求行列式的另一种计算方法。
通过选择其中一行(列),将行列式扩展为若干个较小阶的子行列式,最终递归地计算行列式的值。
按行展开和按列展开所得到的计算表达式相同,只是展开的方式不同而已。
例如,对于一个3阶行列式A=,a_11a_12a_13a_21a_22a_2a_31a_32a_3可以通过按第一行展开来计算行列式的值:A,=a_11*,A_11,-a_12*,A_12,+a_13*,A_1=a_11*(-1)^(1+1)*(a_22*a_33-a_23*a_32)-a_12*(-1)^(1+2)*(a_21*a_33-a_23*a_31)+a_13*(-1)^(1+3)*(a_21*a_32-a_22*a_31)其中,(-1)^(i+j)是代数余子式。
行列式计算方法的归纳 毕业论文
行列式计算方法的归纳摘 要 行列式的计算是一个很重要的问题,也是一个复杂的问题,阶数不超过 3的行列式可直接按行列式的定义求值,零元素很多的行列式(三角形行列式) 也可按行列式的定义求值.对于一般n 阶行列式,特别是当n 较大时,直接用定 义计算行列式几乎是不可能的事.因此,研究一般n 阶行列式的计算方法是十分 必要的.由于不存在计算n 阶行列式的一般方法,所以,本文只给出4种特殊的 计算方法给出了行列式的4种计算方法,综合利用所给解法,基本上可解决一般 4阶行列式的计算方法问题.关键词 行列式; 三角形行列式; 递推关系式1 化三角形法此种方法是利用行列式的性质把给定的行列式表为一个非零数与一个三角形行列式之积,所谓三角形行列式是位于对角线一侧的所有元素全部等于零的行列式.三角形行列式的值容易求得,涉及主对角线的三角形行列式等于主对角线上元素之积,涉及次对角线的n 阶三角形行列式等于次对角线上元素之积且带符号例 计算n 阶行列式ab b b a b b b aD n=解 ()[]a bb a bbb n a D n1111-+=()[]ba b a b bb n a ---+=000011()[]()b a n b n a ---+=112 提取公因式法若行列式满足下列条件之一,则可以用此法:(1)有一行(列)元素相同,称为“a a a ,,, 型”;(2)有两行(列)的对应元素之和或差相等,称为“邻和型”;(3)各行(列)元素之和相等,称为“全和型”.满足条件(1)的行列式可直接提取公因式a 变为“1,1,…,1型”,于是应用按行(列)展开定理,使行列式降一阶.满足(2)和(3)的行列式都可以根据行列式的性质变为满足条件(1)的行列式,间接使用提取公因式法.例 计算n 阶行列式a aaa aa a aa D nn n n x x x +++=212121解 该行列式各行元素之和都等于 x+∑=ni i a 1,属于“全和型”,所以a aaaa a a Dnnn ni i nx x x ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑=2221111xx x a a a nni i0000121⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑= ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑=-ni i n a xx 11()b aab b a nn ab b a 221-=*==-3 利用范德蒙德(Vandermonde )行列式法著名的范德蒙行列式,在线性代数中占有重要地位,研究它的应用引起了一些数学家的兴趣,因此在计算行列式时,可直接用其结果.例 计算n 阶行列式()()()()()()()()()112111121111111112111222122211---------=---xx xx x x x x x x x x x x x x x x D nn n n nn n n n n解 将第一行可视为()()()1,,1,12211------x x x x x x nn,再由行列式的性质()()()()()()1121111111112111221121-------------xx xx x x x x x x x x x x x nn n n nnn n把第一个行列式从第一行起依次将i 行加到i+1行;第二个行列式的第i 列提取1-x i (i=1,2,3……n ),得x x x x x x x xx D nnnnn nn212122221=()()()()()()()1121111111111211122111-----------=∏xx x x x x xx x x x x x nn n n nn ni in()()∏∏∏≤≤==-*⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=ni j j i ni i n i i x x x x 1111b a D 1111+=4利用递推关系法所谓利用递推关系法,就是先建立同类型n 阶与n-1阶(或更低阶)行列式之间的关系——递推关系式,再利用递推关系求出原行列式的值.例 计算n 阶行列式accb ac b b aD n=,其中0,≠≠bc c b解 将D n 的第一行视为(a-c )+c,0+c,……,0+c,据行列式的性质,得accb ac b b c a cb a b bc a a ccb ac b b cc a D n+-=+++-=000()()b a D D n n n cc a ---+-=∴11(1)于b 与c 的对称性,不难得到()()c a D D n n n bb a ---+-=11 (2)联立(1),(2)解之,得 ()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=----b a c a c b D nnnc b 1例 计算n 阶行列式ba ab ba b a abb a ab b a D n +++++=0000010001000解 将D n 按第一行展开,得()ba ab b a b a ab ab b a D D n n +++-+=-100000000011于是得到一个递推关系式()D DD n n nab b a 21---+=,变形得()D D D Dn n n nb a b 111----=- ,易知()()D Da D D aD D n n n n n n b b b 4333221------=-=- ()()()a b a aD D a nn n b a b ab b =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=-==+--22122所以D a D n nn b 1-+=,据此关系式在递推,有()Dba a D aa D n n n n n nn b b b 22121----++=++=b ba a D bbaa a nn n n n n n na b b ++++=++++==-----1111221如果我们将Dn的第一列元素看作a+b,1+0,……0+0,按第一列坼成两个行列式的和,那么可直接得到递推关系式D a D n nn b 1-+=,同样可D n 的值.综上述,我们介绍了计算行列式的4种方法,还有一些方法和技巧由于篇幅所限不再列举.最后指出:计算一个行列式常常有多种方法,有时计算一个行列式需要几种方法配合使用.对于给定的行列式,究竟选择何种方法为好,好需要在实践中积累经验.参考文献[1] 王品超.高等代数新方法.山东教育出版社,1989.。
行列式的计算毕业论文
渤海大学毕业论文题目:行列式的计算系别:数学系专业:数学与应用数学班级: 03级五班姓名:徐元姣指导教师:李春目录摘要 (2)引言 (3)一、行列式的定义和性质 (3)1、行列式的定义 (3)2、行列式的性质 (5)二、行列式计算的若干方法 (8)1、化三角形法 (8)2、降阶法(按行(列)展开法) (14)3、升阶法(加边法) (18)4、拆分法 (19)5、泰勒公式法 (21)6、利用范德蒙行列式 (23)7、导数法 (24)8、积分求行列式 (25)9、行列式乘积法 (27)10、递推法 (29)11、数学归纳法 (32)12、循环矩阵的行列式的计算方法 (35)13、利用矩阵行列式公式 (39)14、利用方阵特征值与行列式的关系 (40)结束语………………………………………………………………………………………42参考文献……………………………………………………………………………………43行列式的计算摘要:行列式是高等数学的一个基本的概念。
求解行列式是在高等代数的学习中遇到的基本问题,每一种复杂的高阶行列式都有其独特的求解方法。
本文主要介绍了求行列式值的一些常用方法和一些特殊的行列式求值方法。
如:化三角形法、降阶法、升阶法、泰勒公式法、范德蒙行列式等十多种方法。
并对相应例题进行了分析和归纳,总结了与每种方法相适应的行列式的特征。
关键词:行列式,定义,计算方法。
The Calculation of DeterminantXu Yuanjiao(Department of Mathematics BohaiUniversity Liaoning Jinzhou 121000 China)Abstract: The determinant is a basic concept of higher mathematics. The solution of determinant is the basic question, and each kind of complex higher order determinant has its special solution method. This paper mainly introduces the methods for calculation of determinant. For example, the triangle method, rise-lower method, analyzes the law, Taylor formula, Vandermonde determinant, and so on. The paper also analyzes the corresponding examples, and summarizes the characteristic of determinants corresponding to each method.Key words: Determinant, Definition, Calculation.引言行列式是高等代数中的重点部分,讲到行列式,我们通常会联想到用克兰姆法则求解线性方程组.但是行列式的作用不仅仅只用于求解线性方程组.在解析几何中,用行列式方法可以判别三点共线和三向量共面、计算平行六面体的体积等等.它不仅是研究线性方程组基本工具,也是讨论向量矩阵和二次型的重要工具之一。
行列式及其应用论文.doc
目录1.引言 (2)2.行列式的概念 (2)2.1排列与逆序 (2)2.2 n阶行列式的定义 (2)2.3 行列式的基本性质 (3)2.4 行列式按行(列)展开定理 (4)2.5 重要公式与结论 (5)2.6 范德蒙德行列式的性质 (6)3.行列式的若干应用 (6)3.1行列式在线性方程组中的一个应用(克拉默法则的应用) (6)3.2行列式在初等代数中的几个应用 (7)3.2.1用行列式分解因式 (8)3.2.2用行列式证明不等式和恒等式 (8)3.3.行列式在解析几何中的几个应用 (8)3.3.1用行列式表示公式(泰勒公式的行列式表示法) (8)3.3.2用行列式表示三角形面积 (8)3.3.3用行列式表示直线方程 (9)4.范德蒙德行列式的若干应用 (10)4.1范德蒙德行列式在行列式计算中的应用 (10)4.2范德蒙德行列式在微积分中的应用 (10)4.3范德蒙德行列式在向量空间理论中的应用 (12)4.4范德蒙德行列式在线性变换理论中的应用. (12)结论 (13)致谢 (14)行列式及其应用任兰兰,数学计算机科学学院摘要:行列式是线性代数一个重要的基本工具.本文首先对行列式的相关概念做了介绍,包括行列式的定义,性质,常见公式及结论等,然后通过例题详细介绍了行列式在线性方程组,初等代数以及解析几何中的应用,以及范德蒙行列式在微积分以及向量空间等方面的应用等.文章最后对行列式及其应用做了总结.关键词:行列式;范德蒙德行列式;克拉默法则The Determinants and Their Applications Abstract:The determinant is one of the elementary tools in linear algebra. We first introduce the corresponding conceptions of the determinants, such as the definition, the properties, the ordinary formulas and conclusions, then we discuss in detail the applications of the determinants in linear equations, elementary algebra, and analytic geometry and so on, we also discuss the applications of the Vandermonde determinant in calculus and vector space. Finally we summarize the advantages of the determinants.Key words:Determinant; Vandermonde determinant; Cramer rule1.引言行列式是研究数学问题的重要工具之一,行列式的运算使问题的解决变得简单,让我们首先来介绍行列式有关的重要概念,定理,公式及其性质.其次我们介绍行列式的若干应用.2.行列式的概念2.1排列与逆序定义1 n 级排列:由n 个自然数1,2,,n 组成的一个无重复的有序数组12n i i i 称为一个n 级排列,n 级排列共有!n 个.定义2 逆序:在一个n 级排列中,如果一个较大的数排在一个较小数之前,就称这两个数构成一个逆序,一个排列中逆序的总数,称为这个排列的逆序数.用12()n i i i τ或τ表示排列12n i i i 的逆序数.如果排列12n i i i 的逆序数为偶数,则称它为偶排列.如果排列的逆序数为奇数,则称它为奇排列.定义3 对称:排列12n i i i 中,交换任意两数t i 与s i 的位置,称为一次对换.对换改变排列的奇偶性.任何一个排列都可经过若干次对换变成自然顺序,并且所作对换的次数与这个排列有相同的奇偶性.例2.1.1 求下列排列的逆序数,并确定它们的奇偶性(1)53214;(2)(1)321n n -⨯⨯;(3)135(21)246(2)n n - 解 (1)(53214)=4+2+1+0=7τ为奇排列.(2)(1)((1)321)=(n-1)+(n-2)++2+1=2n n n n τ--⨯⨯由于(1)2n n -的奇偶性需根据n 而定,故讨论如下:当4n k =时,(1)2(41)2n n k k -=-是偶数;当41n k =+时,(1)2(41)2n n k k -=+是偶数;当42n k =+时,(1)(21)(41)2n n k k -=++是奇数;当43n k =+时,(1)(21)(43)2n n k k -=++是奇数. 综上所述,当4n k =或41n k =+时,此排列为偶排列;当42n k =+或43k +时, 此排列为奇排列,其中k 为任意非负整数.(3)该排列中前n 个数1,3,5,,(21)n -之间不构成逆序,后n 个数2,4,6,,2n 之间也不构成逆序,只有前n 个数与后n 个数之间才构成逆序.(1)(135(21)246(2))012(1)2n n n n n τ--=++++-=,奇偶性情况与(2)完全一样. 2.2 n 阶行列式的定义由2n 个元素(,1,2,,)ij a i j n =组成的记号121211121212221212==(1)n nn nt p p np p p p n n nna a a a a a D a a a a a a -∑其中12,n p p p 为自然数1,2,,n 的一个排列,t 为这个排列的逆序数,求和符号12np p p ∑是对所有排列12n p p p 求和.n 阶行列式D 中所含2n 个数叫做D 的元素,位于第i 行第j 列的元素ij a 叫做D 的(,)i j 元.例2.2.1 若12335544i i a a a a a 是五阶行列式中带有正号的一项,求,i j 的值?解 由行列式的定义知,每一项应取自不同行不同列的五个元素之积,因此,i j 只能取,i j ,当2,1i j ==时,此时应取负号;当1,2i j ==时,11233552441123354452a a a a a a a a a a =,且(13542)4τ=为偶排列.所以1,2i j ==. 2.3 行列式的基本性质(1)行列式与它的转置行列式的值相等,即T D D =.111211121121222122221212=n n n n n nnnn n nna a a a a a a a a a a a a a a a a a (2)互换行列式的任意两行(列),行列式的值将改变正负号.111212122221222111211212=n nnnn n nn n n nna a a a a a a a a a a a a a a a a a —特别地,如果行列式有两行(或两列)完全相同,则行列式的值等于零.(3)行列式中某一行(列)的所有元素的公因子可以提到行列式记号外面. (数乘行列式等于用这个数乘该行列式中的某一行(列).1112121111211212222212221121122=n n nnn n n ii n n nnn n n nnb a b a b a a a a b a b a b a a a a b a a a b a b a b a =∏特别地,若行列式中有一行(或列)元素全为零,则该行列式的值为零.(4)行列式具有分行(列)相加性.11121111211112121222212222122211221212112122=+n n nnn n i i i i in in i i in i i in n nnn n nnn n nnn a a a a a a a a a a a a a a a a a a b c b c b c b b b c c c a a a a a a a a a +++(5)行列式中若有两行(或两列)元素对应成比例,则该行列式的值为零.(6)将行列式的某一行(列)的各元素乘以同一数k 后加到另一行(列) 对应的元素上,行列式的值不变.11121212221112121222112212121212=nn n ni j i j in jn i i inj j jn n nnn n n nna a a a a a a a a a a a a ka a ka a ka a a a a aa a a a a a a +++(7)分块行列式的值等于其主对角线上两个子行列式的值的乘积.例2.3.1 (1)设A 是33⨯矩阵,B 为44⨯矩阵,且1A =,2B =-,求B A ?(2)设A 是33⨯矩阵,=-2A ,把A 按列分块为123(,,A A A A =),其中(1,2,3)j A j =是A 的第j 列,求31212,3,A A A A -.(3)设αβγ,,是方程30x px q ++=的三个根,求行列式αβγγαββγα?解 (1)33(2)18B A B A ==-⋅=-.(2)31213211212,3,=,3,-2,3,A A A A A A A A A A -+,对于1212,3,A A A -,第一列和最后一列对应元素成比例,故其值为零,而321123123,3,=,3,=3,,=3=6A A A A A A A A A A ---. (3)由根与系数的关系知0αβγ++=,于是0==00αβγαβγβγβγγαβαβγαβαββγααβγγαγα++++++. 2.4 行列式按行(列)展开定理定义4 在n 阶行列式中,把,)i j (元ij a 所在的第i 行和第j 列划去后,留下来的1n -阶行列式叫做(,)i j 元ij a 的余子式,记作ij M .111211111(1)1(1)2(1)1(1)1(1)(1)1(1)2(1)1(1)1(1)12(1)(1)j j n ii i j i j i n ij i i i j i j i n n n n j n j nna a a a a a a a a a M a a a a a a a a a a -+-----+-+++-+++-+=(1)i j ij ij A M +=-,ij A 叫做,)i j (元ij a 的代数余子式. 引理1 一个n 阶行列式,如果其中第i 行所有元素除(,)i j 元ij a 外都为零,那么这行列式等于ij a 与它的代数余子式的乘积,即ij ij D a A =定理1 行列式等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和;推论3行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等于零.即11221,++(1,2,,)0,nij kj i k i k in kn j D i k a A a A a A a A i n i k ==⎧=+==⎨≠⎩∑ 或11221,++(1,2,,)0.nij ik j k j k nj nk i D j k a A a A a A a A j n j k ==⎧=+==⎨≠⎩∑例 2.4.1设1578111120361234D =,求41424344A A A A +++,其中4j A 为元素4j a ,1,2,3,4j =的代数余子式.解 414243444142434415781111=1111020361111A A A A A A A A +++⋅+⋅+⋅+⋅==.例 2.4.2 设n 阶行列式00010100021000011000A n n=-,求A 中所有元素的代数余子式之和.解 A 中所有元素的代数余子式,即A *中的所有元素.而(1)(2)120010002001==(1)!100000000n n n n A A A n n --*--⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦A 中的所有元素的代数余子式之和,即A *的所有元素之和为(1)(2)2(1)(1)2!n n n n n --+-⋅ 2.5 重要公式与结论(1)设A 为n 阶方阵,则det()A (或A )表示对应的行列式,记为'T A A A ==(“T ”,”’”均表示转置)(2)设方阵A 可逆,则11A A-=(3)设*A 为A 的伴随矩阵,ij A 为ij a 的代数余子式.1121112222*12n n n nnn A A A A A A A A A A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,则1*n A A -=. (4)n kA k A =,(A 为n 阶方阵).(5)00,,(1)00mn A C A B A B A B A B B C B A ===-,其中A 为m 阶方阵,B 为n阶方阵.(6)范德蒙德(Vandermonde )行列式1222212111112111()n n n i j n i j n n n n x x x D x x x x x x x x ≥≥---==-∏2.6 范德蒙德行列式的性质利用行列式的性质容易推得:(1)若将范德蒙德行列式n D 逆时针旋转90,可得:11n(1)11211111-11n n n n n n n n n x x x x D x x ------=()(2)若将范德蒙德行列式n D 顺时针旋转90,可得:1111n(1)222111-11n n n n n n n x x x x D x x ----=()(3)若将范德蒙德行列式n D 旋转180,可得:1111111111n n n n n n n n x x x D x x x -----=3.行列式的若干应用3.1行列式在线性方程组中的一个应用线形方程组11112211211222221122......()...n n n n n n nn n na x a x a xb a x a x a x b a x a x a x b +++=⎧⎪+++=⎪*⎨⎪⎪+++=⎩ 克拉默法则:如果线性方程组()*的系数行列式不等于零。
行列式的解法技巧 毕业论文
目录摘要 (1)前言 (2)一、行列式的基本理论 (2)(一)行列式定义 (2)(二)行列式的性质 (2)(三)基本理论 (4)(四)几种特殊行列式的结果 (4)二、行列式的计算技巧 (5)(一)定义法 (5)(二)化成三角形行列式法 (5)(三)两条线型行列式的计算 (7)(四)箭型行列式的计算 (8)(五)三对角行列式的计算 (8)(六)利用范德蒙行列式 (10)(七)H ESSENBERG型行列式的计算 (10)(八)降阶法 (11)(九)加边法(升阶法) (12)(十)计算行(列)和相等的行列式 (13)(十一)相邻行(列)元素差1的行列式计算 (14)(十二)线性因子法 (15)(十三)辅助行列式法 (16)(十四)n阶循环行列式算法 (17)(十五)有关矩阵的行列式计算 (18)(十六)用构造法解行列式 (19)(十七)利用拉普拉斯展开 (20)三、用多种方法解题 (21)总结 (25)参考文献: (25)行列式的解法技巧摘要:行列式是高等代数课程里基本而重要的内容之一,在数学中有着广泛的应用,懂得如何计算行列式显得尤为重要。
本文先阐述行列式的基本理论,然后介绍各种具体的方法,最后由行列式与其它知识的联系介绍其它几种方法。
通过这一系列的方法进一步提高我们对行列式的认识,对我们以后的学习带来十分有益的帮助。
关键词:行列式 , 矩阵, 范德蒙行列式 ,递推法Determinant of the solution techniqueAbstract:Determinant is an basic and important subject in advanced algebra ,it is veryuseful in mathematic. It is very important to know how to calculate determinant. The paperfirst introduced the basic nature of determinant,then introduced some methods, Finally,withthe other determinant of knowledge on the links in several other ways.,through this series ofmethods will futher enhance our understanding of the determinant,on our learning will bringvery useful help.Keywords: Determinant,matrix,Vandermonde Determinant,recurrence method前言行列式在高等代数课程中的重要性以及在考研中的重要地位使我们有必要对行列式进行较深入的认识,本文对行列式的解题技巧进行总结归纳。
行列式计算方法的归纳 毕业论文
行列式计算方法的归纳摘 要 行列式的计算是一个很重要的问题,也是一个复杂的问题,阶数不超过 3的行列式可直接按行列式的定义求值,零元素很多的行列式(三角形行列式) 也可按行列式的定义求值.对于一般n 阶行列式,特别是当n 较大时,直接用定 义计算行列式几乎是不可能的事.因此,研究一般n 阶行列式的计算方法是十分 必要的.由于不存在计算n 阶行列式的一般方法,所以,本文只给出4种特殊的 计算方法给出了行列式的4种计算方法,综合利用所给解法,基本上可解决一般 4阶行列式的计算方法问题.关键词 行列式; 三角形行列式; 递推关系式1 化三角形法此种方法是利用行列式的性质把给定的行列式表为一个非零数与一个三角形行列式之积,所谓三角形行列式是位于对角线一侧的所有元素全部等于零的行列式.三角形行列式的值容易求得,涉及主对角线的三角形行列式等于主对角线上元素之积,涉及次对角线的n 阶三角形行列式等于次对角线上元素之积且带符号例 计算n 阶行列式ab b b a b b b aD n=解 ()[]a bb a bbb n a D n1111-+=()[]ba b a b bb n a ---+=000011()[]()b a n b n a ---+=112 提取公因式法若行列式满足下列条件之一,则可以用此法:(1)有一行(列)元素相同,称为“a a a ,,, 型”;(2)有两行(列)的对应元素之和或差相等,称为“邻和型”;(3)各行(列)元素之和相等,称为“全和型”.满足条件(1)的行列式可直接提取公因式a 变为“1,1,…,1型”,于是应用按行(列)展开定理,使行列式降一阶.满足(2)和(3)的行列式都可以根据行列式的性质变为满足条件(1)的行列式,间接使用提取公因式法.例 计算n 阶行列式a aaa aa a aa D nn n n x x x +++=212121解 该行列式各行元素之和都等于 x+∑=ni i a 1,属于“全和型”,所以a aaaa a a Dnnn ni i nx x x ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑=2221111xx x a a a nni i0000121⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑= ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑=-ni i n a xx 11()b aab b a nn ab b a 221-=*==-3 利用范德蒙德(Vandermonde )行列式法著名的范德蒙行列式,在线性代数中占有重要地位,研究它的应用引起了一些数学家的兴趣,因此在计算行列式时,可直接用其结果.例 计算n 阶行列式()()()()()()()()()112111121111111112111222122211---------=---xx xx x x x x x x x x x x x x x x D nn n n nn n n n n解 将第一行可视为()()()1,,1,12211------x x x x x x nn,再由行列式的性质()()()()()()1121111111112111221121-------------xx xx x x x x x x x x x x x nn n n nnn n把第一个行列式从第一行起依次将i 行加到i+1行;第二个行列式的第i 列提取1-x i (i=1,2,3……n ),得x x x x x x x xx D nnnnn nn212122221=()()()()()()()1121111111111211122111-----------=∏xx x x x x xx x x x x x nn n n nn ni in()()∏∏∏≤≤==-*⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=ni j j i ni i n i i x x x x 1111b a D 1111+=4利用递推关系法所谓利用递推关系法,就是先建立同类型n 阶与n-1阶(或更低阶)行列式之间的关系——递推关系式,再利用递推关系求出原行列式的值.例 计算n 阶行列式accb ac b b aD n=,其中0,≠≠bc c b解 将D n 的第一行视为(a-c )+c,0+c,……,0+c,据行列式的性质,得accb ac b b c a cb a b bc a a ccb ac b b cc a D n+-=+++-=000()()b a D D n n n cc a ---+-=∴11(1)于b 与c 的对称性,不难得到()()c a D D n n n bb a ---+-=11 (2)联立(1),(2)解之,得 ()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=----b a c a c b D nnnc b 1例 计算n 阶行列式ba ab ba b a abb a ab b a D n +++++=0000010001000解 将D n 按第一行展开,得()ba ab b a b a ab ab b a D D n n +++-+=-100000000011于是得到一个递推关系式()D DD n n nab b a 21---+=,变形得()D D D Dn n n nb a b 111----=- ,易知()()D Da D D aD D n n n n n n b b b 4333221------=-=- ()()()a b a aD D a nn n b a b ab b =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=-==+--22122所以D a D n nn b 1-+=,据此关系式在递推,有()Dba a D aa D n n n n n nn b b b 22121----++=++=b ba a D bbaa a nn n n n n n na b b ++++=++++==-----1111221如果我们将Dn的第一列元素看作a+b,1+0,……0+0,按第一列坼成两个行列式的和,那么可直接得到递推关系式D a D n nn b 1-+=,同样可D n 的值.综上述,我们介绍了计算行列式的4种方法,还有一些方法和技巧由于篇幅所限不再列举.最后指出:计算一个行列式常常有多种方法,有时计算一个行列式需要几种方法配合使用.对于给定的行列式,究竟选择何种方法为好,好需要在实践中积累经验.参考文献[1] 王品超.高等代数新方法.山东教育出版社,1989.。
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行列式的计算及应用毕业论文目录1. 行列式的定义及性质 (1)1.1 行列式的定义 (1)1.1.1 排列 (1)1.1.2 定义 (1)1.2 行列式的相关性质 (1)2. 行列式的计算方法 (5)2.1 几种特殊行列式的结果 (5)2.1.1 三角行列式 (5)2.1.2 对角行列式 (5)2.2 定义法 (5)2.3 利用行列式的性质计算 (5)2.4 降阶法 (6)2.5 归纳法 (7)2.6 递推法 (8)2.7 拆项法 (9)2.8 用德蒙德行列式计算 (10)2.9 化三角形法 (10)2.10 加边法 (11)2.11 拉普拉斯定理的运用 (12)2.12 行列式计算的Matlab实验 (13)3. 行列式的应用 (15)3.1 行列式应用在解析几何中 (15)3.2 用行列式表示的三角形面积 (16)3.3 应用行列式分解因式 (16)3.4 利用行列式解代数不等式 (17)3.5 利用行列式来证明拉格朗日中值定理 (18)3.6 行列式在实际中的应用 (18)总结 (21)参考文献 (22)附录1 (22)附录2 (23)附录3 (24)谢辞 (24)1. 行列式的定义及性质 1.1 行列式的定义1.1.1 排列[1]在任意一个排列中,若前面的数大于后面的数,则它们就叫做一个逆序,在任意一个排列中,逆序的总数就叫做这个排列的逆序数.1.1.2 定义[1]n 阶行列式nnn n n na a a a a a a a a D212222111211=就相当于全部不同行、列的n 个元素的乘积nnj j j a a a 2121 (1-1-1)的代数和,这里n j j j 21是n ,,2,1 的一个排列,每一项(1-1-1)都按下列规则带有符号:当n j j j 21是偶排列时,(1-1-1)是正值,当n j j j 21是奇排列时,(1-1-1)是负值.这一定义可以表述为n nn nj j j j j j j j j nnn n nna a a a a a a a a a a a D21212121)(212222111211)1(∑-==τ, (1-1-2)这里∑nj j j 21表示对所有n 级排列求和.由于行列指标的地位是对称的,所以为了决定每一项的符号,我们也可以把每一项按照列指标排起来,所以定义又可以表述为n i i i i i i i i i nn n n nnn n a a a a a a a a a a a a D21)(212222111211212121)1(∑-==τ.(1-1-3) 1.2 行列式的相关性质记 nnn n n na a a a a a a a a D 212222111211=,nnn nn n a a a a a aa a a D 212221212111'=,则行列式'D 叫做行列式D 的转置行列式.性质1 行列式和它的转置行列式是相等的[2]. 即D D ='. 证明:记D 中的一般项n 个元素的乘积是,2121n nj j j a a a它处于D 的不同行和不同列,所以它也处于'D 的不同行和不同列,在'D 中应是,2121n j j j n a a a所以它也是'D 中的一项.反之, 'D 的每一项也是D 的一项,即D 和'D 有相同的项.再由上面(1-2)和(1-3)可知这两项的符号也相同,所以D D ='.性质2 nnn n in i i nnn n n in i i n a a a a a a a a a k a a a ka ka ka a a a212111211212111211=. 证明:inin i i i i nnn n in i i n A ka A ka A ka a a a ka ka ka a a a +++=2211212111211.)(2121112112211nnn n in i i nin in i i i i a a a a a a a a a k A a A a A a k =+++=性质3 如果行列式的某行(列)的元素都为两个数之和[2],如nnn n nn n a a a c b c b c b a a a D 21221111211+++=,那么行列式D 就等于下列两个行列式的和:.212111211212111211nnn n n n nn n n n n a a a c c c a a a a a a b b b a a a D +=可以参照性质2的证明得出结论.性质4 对换行列式中任意两行的位置,行列式值相反.即若设,21212111211nnn n kn k k in i i na a a a a a a a a a a a D=,212121112111nnn n in i i kn k k na a a a a a a a a a a a D =则.1D D -=证明:记D 中的一般项中的n 个元素的乘积是.2121n k i nj kj ij j j a a a a a它在D 中处于不同行、不同列,因而在1D 中也处于不同行、不同的列,所以它也是1D 的一项.反之,1D 中的每一项也是D 中的一项,所以D 和1D 有相同的项,且对应的项绝对值相同.现在看该项的符号:它在D 中的符号为.)1()(21n k i j j j j j τ-由于1D 是由交换D 的i 、k 两行而得到的,所以行标的n 级排列n k i 12变为n 级排列n k i 12,而列标的n 级排列并没有发生变化.因此D 和1D 中每一对相应的项绝对值相等,符号相反,即.1D D -=性质5 如果行列式中任有两行元素完全相同,那么行列式为零.证明:设该行列式为D ,交换D 相同的那两行,由性质4可得D D -=,故.0=D性质 6 如若行列式中任有两行或者两列元素相互对应成比例,则行列式为零.证明:设n 阶行列式中第i 行的各个元素为第j 行的对应元素的k 倍,由性质2,可以把k 提到行列式外,然后相乘.则剩下的行列式的第i 行与第j 行两行相同,再由性质5,最后得到行列式为零.性质7 把任意一行的倍数加到另一行,行列式的值不改变.nnn n knk k knin k i k i na a a a a a ca a ca a ca a a a a2121221111211+++nnn n kn k k kn k k nnnn n kn k k in i i n a a a a a a ca ca ca a a a a a a a a a a a a a a a2121211121121212111211+=nnn n kn k k in i i n a a a a a a a a a a a a 21212111211=.2. 行列式的计算方法2.1 几种特殊行列式的结果2.1.1 三角行列式nn nn nna a a a a a a a a 221122*********=(上三角行列式).nn nnn n a a a a a a a a a2211212221110=(下三角行列式). 2.1.2 对角行列式nn nna a a a a a22112211000=. 2.2 定义法例1 用定义法证明.000000002121215432154321=e e d d c c b b b b b a a a a a 证明:行列式的一般项可表成.5432154321j j j j j a a a a a 列标543,,j j j 只能在5,4,3,2,1中取不同的值,故543,,j j j 三个下标中至少有一个要取5,4,3中的一个数,则任意一项里至少有一个0为因子,故任一项必为零,即原行列式的值为零.2.3 利用行列式的性质计算例2 一个n 阶行列式ij n a D =的元素都满足n j i a a ji ij ,,2,1,, =-=, 那么n D 叫做反对称行列式,证明:奇数阶的反对称行列式的值等于0.证明:由ji ij a a -=知ii ii a a -=,即n i a ii ,,2,1,0 ==所以行列式n D 可写为0000321323132231211312 n n nn n nn a a a a a a a a a a a a D ------=,再由行列式的性质2,'A A =得到0000000321323132231211312321323132231211312nnnnn n n nnn nn n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a D ------=------=n n nn n n nn n D a a a a a a a a a a a a )1(0000)1(321323132231211312-=-------= ,当n 为奇数时,得n n D D -=,因而得到0=n D .2.4 降阶法例3 计算)2(≥n n 级行列式xy y x y x y xd 000000000000=. 解:按第一列展开得到原式阶阶)1(1)1(000000000)1(0000000000000-+--⨯+=n n n y xy y x y y x yx y x y x x1)1(1)1(-+-⨯⨯-+⨯=n n n y y x x)2()1()1(≥-+=+n y x n n n .2.5 归纳法形如行列式113121122322213211111----=n nn n n n n n a a a a a a a a a a a a D叫做n 阶德蒙(Vandermonde )行列式.下面证明,对每一个)2(≥n n ,n 阶德蒙行列式就等于n a a a ,,,21 这n 个数的所有可能的差)1(n i j a a j i ≤<≤-的乘积.用数学归纳法证明德蒙德行列式 我们对错误!未找到引用源。
作归纳法. (1)当2=n 时,122111a a a a -=错误!未找到引用源。
,结果是对的. (2)设对于1-n 错误!未找到引用源。
级的德蒙行列式,结论是成立的,先来看n 级的情况.在113121122322213211111----=n nn n n n n n a a a a a a a a a a a a D中,第n 行减第错误!未找到引用源。
行的1a 倍,第错误!未找到引用源。
行减第错误!未找到引用源。
行的1a 倍,即由下而上逐次地从每一行减它上一行的1a 倍,得到n D 21123113221121231232122113120001111---------------=n nn n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a2112311322112123123212211312---------------=n nn n n n n n nn n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a22322223223211312111)())((------=n nn n n n n a a a a a a a a a a a a a a a. 最后面这个行列式是1-n 级德蒙德行列式,再由归纳法假设,它的值就是)1(n i j a a j i ≤<≤-;而所有带有1a 的差即为上式最后等式行列式的前面.所以,结论对错误!未找到引用源。