行列式的计算方法课堂讲解版

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行列式的计算方法(课堂讲解版)04890

行列式的计算方法(课堂讲解版)04890

计算n 阶行列式的若干方法举例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,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法。

下面介绍几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算例 计算行列式 001002001000000n D n n=-解 D n 中不为零的项用一般形式表示为 112211!n n n nn a a a a n ---=.该项列标排列的逆序数t (n -1 n -2…1n )等于(1)(2)2n n --,故(1)(2)2(1)!.n n nD n --=-2.利用行列式的性质计算例: 一个n 阶行列式n ij D a =的元素满足,,1,2,,,ij ji a a i j n =-= 则称D n 为反对称行列式, 证明:奇数阶反对称行列式为零. 证明:由ij ji a a =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为1213112232132331230000n nn n nnna a a a a a D a a a a a a -=-----,由行列式的性质T A A =,1213112232132331230000n n n n nnna a a a a a D a a a a a a -----=-12131122321323312300(1)00n n n n nnna a a a a a a a a a a a -=------(1)n n D =-当n 为奇数时,得D n =-D n ,因而得D n = 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。

化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法。

计算行列式的方法总结PPT

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性质
行列式具有以下基本性质
行列式转置不变
行列式的值与其转置行列式的值相 等。
行列式按行(列)展开
行列式的值等于其任意一行(列)元 素与其对应代数余子式的乘积之和。
行列式的倍数性质
行列式中某一行(列)的所有元素 都乘以一个常数k,则行列式的值也 乘以k。
行列式的消元性质
若行列式中两行(列)成比例,则 行列式的值为0。
例题3
利用数学归纳法计算分块矩阵的行列式。对于具有某种递推关系的分块矩阵,可以利用数 学归纳法进行证明和计算。通过假设当n=k时结论成立,进而证明当n=k+1时结论也成 立,从而得出对于任意正整数n结论都成立的结论。
06
特殊类型行列式的计算方法
箭型行列式的计算
箭型行列式的定义
箭型行列式是一种具有特殊形状的行列式,其主对角线上方的元素构成了一个箭头形状。
计算方法
对于 n 阶箭型行列式,可以先将其化为上三角或下三角行列式,然后直接计算对角线元素的乘积。具体步骤包括 :利用行列式的性质,将第 1 列的 -1 倍加到其他列上,从而将箭型行列式化为上三角或下三角行列式;计算对 角线元素的乘积。
两三角型行列式的计算
两三角型行列式的定义
两三角型行列式是指行列式的上半部分和下半部分分别呈现三角形形状的行列式。
80%
典型方法
拉普拉斯展开定理,将高阶行列 式按某一行(列)展开为低阶行 列式的和。
典型例题解析
例题1
利用数学归纳法计算范德蒙德 行列式。
例题2
计算含有特定元素的行列式, 如含有三角函数、指数函数等 。
例题3
利用归纳法证明某些特殊类型 的行列式具有特定的性质,如 对称性、反对称性等。

(完整版)行列式的计算方法(课堂讲解版)

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计算n 阶行列式的若干方法举例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,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法。

下面介绍几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算例 计算行列式 001002001000000n D n n=-LLMM M M L L解 D n 中不为零的项用一般形式表示为 112211!n n n nn a a a a n ---=L .该项列标排列的逆序数t (n -1 n -2…1n )等于(1)(2)2n n --,故(1)(2)2(1)!.n n nD n --=-2.利用行列式的性质计算例: 一个n 阶行列式n ij D a =的元素满足,,1,2,,,ij ji a a i j n =-=L 则称D n 为反对称行列式, 证明:奇数阶反对称行列式为零.证明:由ij ji a a =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==L故行列式D n 可表示为1213112232132331230000n nn n nnna a a a a a D a a a a a a -=-----L L L L L L L L L,由行列式的性质A A '=,1213112232132331230000n nn n n n na a a a a a D a a a a a a -----=-L L L L L L L L L 12131122321323312300(1)00n n n n n n na a a a a a a a a a a a -=------L L L L L L L L L (1)n n D =-当n 为奇数时,得D n =-D n ,因而得D n = 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。

行列式的计算方法(课堂讲解版)

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计算n 阶行列式的若干方法举例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,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法。

下面介绍几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算例 计算行列式 00100201000000n D n n=-解 D n 中不为零的项用一般形式表示为 112211!n n n nn a a a a n ---=.该项列标排列的逆序数t (n -1 n -2…1n )等于(1)(2)2n n --,故(1)(2)2(1)!.n n nD n --=-2.利用行列式的性质计算例: 一个n 阶行列式n ij D a =的元素满足,,1,2,,,ij ji a a i j n =-= 则称D n 为反对称行列式, 证明:奇数阶反对称行列式为零. 证明:由ij ji a a =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为121311223213233123000n nn n nnna a a a a a D a a a a a a -=-----,由行列式的性质A A '=,1213112232132331230000n n n n nnna a a a a a D a a a a a a -----=-12131122321323312300(1)0n n n n nnna a a a a a a a a a a a -=------(1)n n D =-当n 为奇数时,得D n =-D n ,因而得D n = 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。

化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法。

行列式的计算技巧与方法总结讲解

行列式的计算技巧与方法总结讲解

行列式的几种常见计算技巧和方法2.1 定义法适用于任何类型行列式的计算,但当阶数较多、数字较大时,计算量大,有一定的局限性.例1 计算行列式0004003002001000.解析:这是一个四级行列式,在展开式中应该有244=!项,但由于出现很多的零,所以不等于零的项数就大大减少.具体的说,展开式中的项的一般形式是43214321j j j j a a a a .显然,如果41≠j ,那么011=j a ,从而这个项就等于零.因此只须考虑41=j 的项,同理只须考虑1,2,3432===j j j 的这些项,这就是说,行列式中不为零的项只有41322314a a a a ,而()64321=τ,所以此项取正号.故004003002001000=()()241413223144321=-a a a a τ.2.2 利用行列式的性质即把已知行列式通过行列式的性质化为上三角形或下三角形.该方法适用于低阶行列式. 2.2.1 化三角形法上、下三角形行列式的形式及其值分别如下:nn n nn a a a a a a a a a a a a a2211nn333223221131211000000=,nn nnn n n a a a a a a a a a a a a a 2211321333231222111000000=. 例2 计算行列式nn n n b a a a a a b a a a a ++=+21211211n 111D .解析:观察行列式的特点,主对角线下方的元素与第一行元素对应相同,故用第一行的()1-倍加到下面各行便可使主对角线下方的元素全部变为零.即:化为上三角形.解:将该行列式第一行的()1-倍分别加到第2,3…(1n +)行上去,可得121n 11210000D 0n n na a ab b b b b +==.2.2.2 连加法这类行列式的特征是行列式某行(或列)加上其余各行(或列)后,使该行(或列)元素均相等或出现较多零,从而简化行列式的计算.这类计算行列式的方法称为连加法.例3 计算行列式mx x x x m x x x x mx D n n n n ---=212121.解: mx x mxx m x m xx x mxn ni in ni in ni i-----=∑∑∑===212121n Dmx x x m x x x m x n n nn i i --⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=2221111mm x x m x nn i i --⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=0000121()⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑=-m x m ni i n 11.2.2.3 滚动消去法当行列式每两行的值比较接近时,可采用让邻行中的某一行减或者加上另一行的若干倍,这种方法叫滚动消去法.例4 计算行列式()2122123123122121321D n ≥-------=n n n n n n n n nn.解:从最后一行开始每行减去上一行,有1111111111111111321D n ---------=n n 1111120022200021321----=n n 0111100011000011132122+-=-n n n ()()21211-++-=n n n .2.2.4 逐行相加减对于有些行列式,虽然前n 行的和全相同,但却为零.用连加法明显不行,这是我们可以尝试用逐行相加减的方法.例5 计算行列式111110000000000000D 32211n na a a a a a a ----=. 解:将第一列加到第二列,新的第二列加到第三列,以此类推,得:13210000000000000000D 321+----=n na a a a n()()()()()n n n a a a n a a a n 21n 21n 2211111+-=+--=+.2.3 降阶法将高阶行列式化为低阶行列式再求解.2.3.1 按某一行(或列)展开例6 解行列式1221n 1000000000100001D a a a a a xx x x n n n-----=.解:按最后一行展开,得n n n n n a x a x a x a D ++++=---12211 .2.3.2 按拉普拉斯公式展开拉普拉斯定理如下:设在行列式D 中任意选定了()1-n k 1k ≤≤个行.由这k 行元素所组成的一切k 级子式与它们的代数余子式的乘积的和等于行列式D.即n n 2211A M A M A M D +++= ,其中i A 是子式i M 对应的代数余子式.即nn nn nn nn nnB A BC A ∙=0, nn nn nnnn nn B A B C A ∙=0.例7 解行列式γβββββγββββγλbbbaa a a n =D .解:从第三行开始,每行都减去上一行;再从第三列开始,每列都加到第二列,得βγβγγββββγλ---=0000D n b aa a a()()βγβγββββγλ---+-=0000021n b aa aa n ()()βγβγβγλ--∙-+-=000021n ba n ()()[]()21n 2-----+=n ab n βγβλλγ.2.4 升阶法就是把n 阶行列式增加一行一列变成n+1阶行列式,再通过性质化简算出结果,这种计算行列式的方法叫做升阶法或加边法.升阶法的最大特点就是要找每行或每列相同的因子,那么升阶之后,就可以利用行列式的性质把绝大多数元素化为0,这样就达到简化计算的效果.其中,添加行与列的方式一般有五种:首行首列,首行末列,末行首列,末行末列以及一般行列的位置.例8 解行列式D=111110111110111110111110 .解:使行列式D 变成1+n 阶行列式,即111010110110101110011111D=. 再将第一行的()1-倍加到其他各行,得:D=1101001001010001111111--------. 从第二列开始,每列乘以()1-加到第一列,得:100100000100000101111)1n D ------=( ()()1n 11n --=+.2.5数学归纳法有些行列式,可通过计算低阶行列式的值发现其规律,然后提出假设,再利用数学归纳法去证明.对于高阶行列式的证明问题,数学归纳法是常用的方法.例9 计算行列式βββββcos 211cos 200000cos 210001cos 210001cos=n D .解:用数学归纳法证明. 当1=n 时,βcos 1=D . 当2=n 时,ββββ2cos 1cos 2cos 211cos 22=-==D .猜想,βn D n cos =.由上可知,当1=n ,2=n 时,结论成立.假设当k n =时,结论成立.即:βk D k cos =.现证当1+=k n 时,结论也成立.当1+=k n 时,βββββcos 211cos 200000cos 210001cos 210001cos 1=+k D .将1+k D 按最后一行展开,得()βββββcos 20000cos 21001cos 21001cos cos 21D 111k ∙-=++++k k()10cos 21001cos 2101cos 11 βββkk ++-+ 1cos 2--=k k D D β.因为βk D k cos =,()()βββββββsin sin cos cos cos 1cos 1k k k k D k +=-=-=-,所以1+k D 1cos 2--=k k D D βββββββsin sin cos cos cos cos 2k k k --= ββββsin sin cos cos k k -= ()β1cos +=k .这就证明了当1+=k n 时也成立,从而由数学归纳法可知,对一切的自然数,结论都成立. 即:βn D n cos =.2.6 递推法技巧分析:若n 阶行列式D 满足关系式021=++--n n n cD bD aD .则作特征方程02=++c bx ax .① 若0≠∆,则特征方程有两个不等根,则1211--+=n n n Bx Ax D .② 若0=∆,则特征方程有重根21x x =,则()11-+=n n x nB A D . 在①②中, A ,B 均为待定系数,可令2,1==n n 求出.例10 计算行列式94000005940000000594000005940000059D n =.解:按第一列展开,得21209---=n n n D D D .即020921=+---n n n D D D .作特征方程02092=+-x x .解得5,421==x x .则1154--∙+∙=n n n B A D .当1=n 时,B A +=9;当2=n 时,B A 5461+=. 解得25,16=-=B A ,所以1145++-=n n n D .3、行列式的几种特殊计算技巧和方法3.1 拆行(列)法3.1.1 概念及计算方法拆行(列)法(或称分裂行列式法),就是将所给的行列式拆成两个或若干个行列式之和,然后再求行列式的值.拆行(列)法有两种情况,一是行列式中有某行(列)是两项之和,可直接利用性质拆项;二是所给行列式中行(列)没有两项之和,这时需保持行列式之值不变,使其化为两项和. 3.1.2 例题解析例11 计算行列式nn n n a a a a a a a a --------=-1110000011000110001D 133221.解:把第一列的元素看成两项的和进行拆列,得nn n n a a a a a a a a --+-+--+-+--=-11010000001100001010001D 133221.1101000001100010000110001000001100011000113322113322nn n nnn a a a a a a a a a a a a a a a -------+-------=--上面第一个行列式的值为1,所以nn n n a a a a a a a ------=-1101000010011D 13321111--=n D a .这个式子在对于任何()2≥n n 都成立,因此有111--=n n D a D()()n n n a a a a a a D a a 2112112211111---+++-==--=()∏∑==-+=ij j ii a 1n111.3.2 构造法3.2.1 概念及计算方法有些行列式通过直接求解比较麻烦,这时可同时构造一个容易求解的行列式,从而求出原行列式的值. 3.2.2 例题解析例12 求行列式n nn nn nn n nnn x x x x x x x x x x x x D21222212222121111---=.解:虽然n D 不是范德蒙德行列式,但可以考虑构造1+n 阶的范德蒙德行列式来间接求出n D 的值. 构造1+n 阶的范德蒙德行列式,得()nnnn nn n nn n n n nn n n nx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f21111211222221222221211111--------=. 将()x f 按第1+n 列展开,得()n n n n n n n n x A x A x A A x f 1,111,1,21,1++-+++++++= ,其中,1-n x的系数为()()n n n n n n D D A -=-=+++11,1.又根据范德蒙德行列式的结果知()()()()()∏≤<≤----=ni j j in x xx x x x x x x f 121 .由上式可求得1-n x 的系数为()()∏≤<≤-+-ni j j in x xx x x 121 .故有()()∏≤<≤-+++=ni j j in n x xx x x D 121 .3.3 特征值法3.3.1 概念及计算方法设n λλλ ,,21是n 级矩阵A 的全部特征值,则有公式 n A λλλ 21=.故只要能求出矩阵A 的全部特征值,那么就可以计算出A 的行列式.3.3.2 例题解析例13 若n λλλ ,,21是n 级矩阵A 的全部特征值,证明:A 可逆当且仅当它的特征值全不为零. 证明:因为n A λλλ 21=,则A 可逆()n i i n 2,1000A 21=≠⇔≠⇔≠⇔λλλλ.即A 可逆当且仅当它的特征值全不为零.4、几类特殊的行列式的巧妙计算技巧和方法4.1 三角形行列式4.1.1 概念形如nn n n n a a a a a a a a a a 333223221131211,nnn n n a a a a a a a a a a321333231222111这样的行列式,形状像个三角形,故称为“三角形”行列式. 4.1.2 计算方法 由行列式的定义可知,nn nnn nn a a a a a a a a a a a a a2211333223221131211000000=,nn nnn n n a a a a a a a a a a a a a 2211321333231222111000000=. 4.2 “爪”字型行列式4.2.1 概念形如nn na c a c a cb b b a2211210,nn n c a c a c a a b b b2211012,n nn b b b a a c a c a c 211122,121122a b b b c a c a c a n n n这样的行列式,形状像个“爪”字,故称它们为“爪”字型行列式. 4.2.2 计算方法利用对角线消去行列式中的“横线”或“竖线”,均可把行列式化成“三角形”行列式.此方法可归纳为:“爪”字对角消竖横. 4.2.3 例题解析例14 计算行列式na a a a 111111321,其中.,2,1,0n i a i =≠分析:这是一个典型的“爪”字型行列式,计算时可将行列式的第.),3,2(n i i =列元素乘以ia 1-后都加到第一列上,原行列式可化为三角形行列式.解:na a a a 111111321nni ia a a a a 00011113221∑=-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=∑=ni i n aa a a a 21321. 4.3 “么”字型行列式4.3.1 概念形如n n n b b b a a c a c a c 211122,nn na b c a b c a b c a2221110,n n nc a c a c a a b b b 2211012,0111222a cb ac b a c b a nn n ,121122c a c a b a b c a b nnn,n n n a c a c a c b b b a2211210,0121122a b b b c a c a c a nnn,nnn b a b c b a b a c a c 12211201这样的行列式,形状像个“么”字,因此常称它们为“么”字型行列式. 4.3.2 计算方法利用“么”字的一个撇消去另一个撇,就可以把行列式化为三角形行列式.此方法可以归纳为:“么”字两撇相互消.注意:消第一撇的方向是沿着“么”的方向,从后向前,利用n a 消去n c ,然后再用1-n a 消去1-n c ,依次类推. 4.3.3 例题解析例15 计算1+n 阶行列式nn n b b b D 1111111111----=-+ .解:从最后一行开始后一行加到前一行(即消去第一撇),得nnn ni ini in b b b bb D 11111111-+--+-=-==+∑∑()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+--∙-=∑=+ni i nn n b 121111()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=∑=+ni i n n b 12311.4.4 “两线”型行列式4.4.1 概念形如nnn a b b b a b a0000000012211-这样的行列式叫做“两线型”行列式. 4.4.2 计算方法对于这样的行列式,可通过直接展开法求解. 4.4.3 例题解析例16 求行列式nn n n a b b b a b a00000000D 12211-=. 解:按第一列展开,得()12211122110001000-+-+-+=n n n nn n b b a b b a b b a a D()n n n b b b a a a 211211+-+=.4.5 “三对角”型行列式4.5.1 概念形如ba ab ba ab b a abb a ab b a +++++10000000000100000100000这样的行列式,叫做“三对角型”行列式.4.5.2 计算方法对于这样的行列式,可直接展开得到两项递推关系式,然后变形进行两次递推或利用数学归纳法证明. 4.5.3 例题解析例17 求行列式ba ab ba ab b a abb a ab b a n +++++=10000000000000100000100000D.解:按第一列展开,得()ba ab ba b a ab b a abb a ab D b a n n +++++-+=-100000010000100000D 1()21---+=n n abD D b a .变形,得()211D ----=-n n n n aD D b aD .由于2221,b ab a D b a D ++=+=, 从而利用上述递推公式得()211D ----=-n n n n aD D b aD ()()n n n n b aD D b aD D b =-==-=---122322 .故()nn n n n n n n n n b ab b a D a b b aD a b aD D ++++==++=+=------12211121 n n n n b ab b a a ++++=--11 .4.6 Vandermonde 行列式4.6.1 概念形如113121122322213211111----n nn n n nna a a a a a a a a a a a这样的行列式,成为n 级的范德蒙德行列式.4.6.2 计算方法通过数学归纳法证明,可得()∏≤<≤-----=11113121122322213211111i j j i n nn n n nna a a a a a a a a a a a a a. 4.6.3 例题解析例18 求行列式n nn nn nn n nnn x x x x x x x x x x x x D21222212222121111---=.解:虽然n D 不是范德蒙德行列式,但可以考虑构造1+n 阶的范德蒙德行列式来间接求出n D 的值. 构造1+n 阶的范德蒙德行列式,得()nnnn nn n nn n n n nn n n nx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f21111211222221222221211111--------=. 将()x f 按第1+n 列展开,得()n n n n n n n n x A x A x A A x f 1,111,1,21,1++-+++++++= , 其中,1-n x 的系数为()()n n n n n n D D A -=-=+++11,1.又根据范德蒙德行列式的结果知()()()()()∏≤<≤----=ni j j in x xx x x x x x x f 121 .由上式可求得1-n x 的系数为()()∏≤<≤-+-ni j j in x xx x x 121 ,故有()()∏≤<≤-+++=ni j j in n x xx x x D 121 .5、行列式的计算方法的综合运用有些行列式如果只使用一种计算方法不易计算,这时就需要结合多种计算方法,使计算简便易行.下面就列举几种行列式计算方法的综合应用.5.1 降阶法和递推法例19 计算行列式2100012000002100012100012D =n .分析:乍一看该行列式,并没有什么规律.但仔细观察便会发现,按第一行展开便可得到1-n 阶的形式.解:将行列式按第一行展开,得212D ---=n n n D D . 即211D ----=-n n n n D D D .∴12312211=-=-==-=----D D D D D D n n n n . ∴()()111111---++++==+=n n n n D D D()121+=+-=n n .5.2 逐行相加减和套用范德蒙德行列式例20 计算行列式43423332232213124243232221214321sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 1sin 1sin 1sin 11111D ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ++++++++++++=解:从第一行开始,依次用上一行的()1-倍加到下一行,进行逐行相加,得43332313423222124321sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 1111ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ=D .再由范德蒙德行列式,得()∏≤<≤-==4143332313423222124321sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 1111i j j i D ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ.5.3 构造法和套用范德蒙德行列式例21 求行列式n nn nn nn n nnn x x x x x x x x x x x x D21222212222121111---=.解:虽然n D 不是范德蒙德行列式,但可以考虑构造1+n 阶的范德蒙德行列式来间接求出n D 的值. 构造1+n 阶的范德蒙德行列式,得()nnnn nn n nn n n n nn n n nx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f21111211222221222221211111--------=.将()x f 按第1+n 列展开,得()n n n n n n n n x A x A x A A x f 1,111,1,21,1++-+++++++= ,其中,1-n x 的系数为()()n n n n n n D D A -=-=+++11,1.又根据范德蒙德行列式的结果知()()()()()∏≤<≤----=ni j j in x xx x x x x x x f 121 .由上式可求得1-n x 的系数为()()∏≤<≤-+-ni j j in x xx x x 121 .故有()()∏≤<≤-+++=ni j j in n x xx x x D 121 .。

行列式的计算方法(课堂讲解版)

行列式的计算方法(课堂讲解版)

计算n 阶行列式的若干方法举例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,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法。

下面介绍几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算例计算行列式001002001000000n D n n=-解D n 中不为零的项用一般形式表示为112211!n n n nn a a a a n ---= .该项列标排列的逆序数t (n -1 n -2…1n )等于(1)(2)2n n --,故(1)(2)2(1)!.n n nD n --=-2.利用行列式的性质计算例:一个n 阶行列式nij D a =的元素满足,,1,2,,,ij ji a a i j n =-= 则称D n 为反对称行列式,证明:奇数阶反对称行列式为零.证明:由ij ji a a =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为1213112232132331230000n nn n nnn a a a a a a D a a a a a a -=-----,由行列式的性质A A '=,1213112232132331230000n n n n nnna a a a a a D a a a a a a -----=- 12131122321323312300(1)00n n n n nnn a a a a a a a a a a a a -=------(1)n n D =-当n 为奇数时,得D n =-D n ,因而得D n = 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。

化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法。

行列式1.3讲解

行列式1.3讲解

1 3
c3
1 x2
0

2 1 3
0
0 3(1 x2 )(4 x2 )
0
2 1 3 4 x2
求得f(x)=0的根为x1=-1,x2=1,x3=-2,x4=2
第一章 行列式
(方法二)有性质2推论3知,当2-x2=1或9-x2=5时, f(x)=0.故x1=-1,x2=1,x3=-2,x4=2为f(x)=0的根. 由于f(x)为x的4次多项式,因此f(x)=0只有4个根.
1 2 1 0
1 2 1 0
0 r2 r4 1 5
4 0 r3 7r2 1
5
4
0 7 7 1 0 r4 2r2 0 28 29
0 2 3 3
0 0 7 5
1 2 1 0
1 2 1 0
r3 r4 0 1 5 0 0 7
4
0 r4 4r3
1
5
1 1 x 1 1 0 1 x 1 1
D

1 1 1 y 1 0 1 1 y 1
1 1 1 1 y 0 1 1 1 y
第一章 行列式
1111
1 x 1 1
0 x 0 0

x 1 1 y 1
00 y0
1 1 1 y
0 0 0 y
1 1 1 x 1 1 xy2 x 1 1 y 1 1 1 y 1
x y z
x yz
r2 r3
4 1 3 3 0 2
1 11
111
x 31
y 0 1 1
z 21
例7:计算行列式
1 x 1 1 1 1 1 x 1 1
D 1 1 1 y 1 1 1 1 1 y

行列式的计算方法

行列式的计算方法

专题讲座五行列式的计算方法1.递推法例1求行列式的值:(1)的构造是:主对角线元全为;主对角线上方第一条次对角线的元全为,下方第一条次对角线的元全为1,其余元全为0;即为三对角线型。

又右下角的(n)表示行列式为n阶。

解把类似于,但为k阶的三对角线型行列式记为。

把(1)的行列式按第一列展开,有两项,一项是另一项是上面的行列式再按第一行展开,得乘一个n– 2 阶行列式,这个n– 2 阶行列式和原行列式的构造相同,于是有递推关系:(2)移项,提取公因子β:类似地:(递推计算)直接计算若;否则,除以后移项:再一次用递推计算:∴,当β≠α(3)当β = α,从从而。

由(3)式,若。

∴注递推式(2)通常称为常系数齐次二阶线性差分方程. 注1仿照例1的讨论,三对角线型的n阶行列式(3)和三对角线型行列式(4)有相同的递推关系式(5)(6)注意两个序列和的起始值相同,递推关系式(5)和(6)的构造也相同,故必有由(4)式,的每一行都能提出一个因子a,故等于乘一个n阶行列式,这一个行列式就是例1的。

前面算出,故例2 计算n阶范德蒙行列式行列式解:即n阶范德蒙行列式等于这n个数的所有可能的差的乘积2.拆元法例3:计算行列式解①×(x + a)②×(x – a)3.加边法例4计算行列式分析:这个行列式的特点是除对角线外,各列元素分别相同.根据这一特点,可采用加边法. 解4.数学归结法例5计算行列式解:猜测:证明(1)n = 1, 2, 3 时,命题成立。

假设n≤k– 1 时命题成立,考察n=k的情形:故命题对一切自然数n成立。

5.消去法求三对角线型行列式的值例6求n阶三对角线型行列式的值:(1)的构造是:主对角线元全为2,主对角线上方第一条次对角线与下方第一条次对角线的元全为1,其余的元全为0。

解用消去法,把中主对角线下方第一条次对角线的元1全部消成0:首先从第二行减去第一行的倍,于是第二行变为其次从第三行减去第二行(指新的第二行,以下同)的倍,则第三行变为再从第四行减去第三行的倍,则第四行变为类似地做下去,直到第n行减去第n– 1行的倍,则第n行变为最后所得的行列式为(2)上面的行列式是三角型行列式,它的主对角线元顺次为93)又主对角线下方的元全为0。

行列式的计算方法多项式行列式与计算方法优秀课件

行列式的计算方法多项式行列式与计算方法优秀课件

xnx1 xn(xnx1)
0 x2n2(x2x1) x3n2(x3x1)
xnn2(xnx1)
按第一列展开,并提出每一列的公因子(xi -x1)(i=1,2,…,n),得递推
公式:
111
1
x2 x3 x4
xn
Dn(x1,x2, , xn) (x2 x1)(x3 x1) (xn x1) x22 x32 x42
[(x2x1)
(xnx1)][(x3x2)
(xnx2)]
1 [(xn1xn2)(xnxn2)]xn1
1 xn
[(x2x1) (xnx1)][(x3x2) (xnx2)] [(xn1xn2)(xnxn2)](xnxn1)
(xi xj) 1jin
17
(六)拆项法(主对角线上、下元素相同)
ax1 a
23
a1 0
00
0 a2 0 0
0
0
0
ak
0 ak1Dk 0
a 1 a 2 a k a k 1 D k
1 1 1 11
a1a2 a1a2
ak ak1a1a2
ak1(1ki11a1i )
ak(1ik1a1i )
所以 nk1时结论成立,故原命题得证.
24
(八) 范德蒙行列式
11
x1 x2
例、计算行列式 Dn
x
2 1
x 22
x
n
2 1
x n22
x n1 x n2
解:考察 n 1 阶范德蒙行列式
11 x1 x2 f (x) x21 x22
11 xn x x2n x2
1 xn x 2n
x n2n xnn
xn11 xn12 xn1 xn2

行列式计算方法小结课件

行列式计算方法小结课件

04 拉普拉斯展开式与n阶行 列式
拉普拉斯展开式的定义
拉普拉斯展开式是行列式计算中的一种重要方法,它基于二 项式定理,通过将行列式中的某一行或某一列展开为多项式 ,简化行列式的计算过程。
具体来说,对于n阶行列式,如果将其中的第i行和第j列(i≠j) 去掉,剩下的元素按照原来的排列顺序构成的n-1阶行列式记为 Dij,而该元素与1的乘积的代数余子式记为Aij,则拉普拉斯展 开式可以表示为:Dij=(-1)i+jAij。
避免符号错误。
计算错误
在计算行列式时,需要注意计 算的准确性和精度问题,避免 计算错误。
展开错误
在展开行列式时,需要注意展 开的顺序和符号问题,避免展 开错误。
理解错误
在理解行列式的性质和计算方 法时,需要注意概念的准确性
和清晰性,避免理解错误。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
01
当二阶行列式中某行或某列只有 一个元素时,该元素即为二阶行 列式的值。
02
当二阶行列式中某行或某列元素 全为0时,该二阶行列式的值为0 。
03 三阶行列式的计算
按照对角线展开法
对角线法则
三阶行列式可以按照主 对角线、副对角线以及
水平中线进行展开。
主对角线展开
将主对角线上的元素相 乘,并减去副对角线上
三阶行列式
由三个二阶行列式按照顺序排列 而成,即$D = |a_{11} a_{12} a_{13}| - |a_{21} a_{22} a_{23}| + |a_{31} a_{32} a_{33}|$。
行列式的性质
01
02
03
交换律
行列式中任意两行(或两 列)交换位置,行列式的 值不变。

行列式的基本计算公式讲解

行列式的基本计算公式讲解

行列式的基本计算公式讲解行列式的基本计算公式。

行列式是线性代数中非常重要的概念,它可以用于解决线性方程组的问题,求解矩阵的逆,判断矩阵的奇偶性等等。

在本文中,我们将讨论行列式的基本计算公式,包括如何计算2阶和3阶行列式,以及如何通过展开定理计算更高阶的行列式。

2阶行列式的计算。

首先,让我们来看一个2阶行列式的例子:\[ \begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} \]要计算这个行列式,我们可以使用下面的公式:\[ \begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad bc \]这个公式非常简单,我们只需要将矩阵中的元素按照特定的顺序相乘,然后相减即可得到行列式的值。

例如,对于矩阵\[ \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ 4 & 5\end{vmatrix} \],我们可以计算得到:\[ \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ 4 & 5 \end{vmatrix} = 25 34 = 10 12 = -2 \]因此,这个2阶行列式的值为-2。

3阶行列式的计算。

接下来,让我们来看一个3阶行列式的例子:\[ \begin{vmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{vmatrix} \]要计算这个行列式,我们可以使用下面的公式:\[ \begin{vmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{vmatrix} = aei + bfg +cdh ceg bdi afh \]这个公式看起来比较复杂,但其实也是按照特定的顺序相乘然后相加或相减得到行列式的值。

§1.3 行列式的计算

§1.3  行列式的计算
a 2 a 2 b 2 b 2 c 2 c 2 d 2 d 2
(2)
D2 3 2
(3)
D3
(4) abcd 1
解(1)因第二行的元素全为0故 D1 0 (2)因第一行与第二行对应元素成比故 D2 0
(3)
D3
用性质3
a2 b2 c
2
a b c d
a 1 1 b 1 1 c
1 1 1 ai 1 0 1 0
0 0 1 ai 1
1
方法6
升阶法,此法亦叫加边法、镶边法等。
a 1 a 1 1 1 a D1 1
例7

解 此题方法很多,这里采用升阶法,行列式变为
1 0 D 0 0 1 a 1 1 1 1 a 1 1 1 ri 1 r1 1 i =2,3, 4 a 1 1 1 1 -1 a 1 0 0 按第一行展开 -1 0 a 1 0 -1 0 0 a 1
的整数所在的行(列)开始,如含1或-1所在的行
(列).
②在化零过程中应尽量避免出现分数.
③若某行(列)的元素偏大时,先用性质将它们
变小,是例5中第一步、第四步.
方法5 三角形法,此法就是利用上(下)三角行列 式的结论。 1 a1 a2 a3 an
a1 1 a2 a2 a2 a3 1 a3 a3 an an 1 an
假设当 k n-1 ,等式成立,即 Dk Ck
当 k n 时,将
Dn , Cn 按第一行展开得
1 1 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 2 1 1 2 2 Dn 1 Dn 2 ,
Dn 2 Dn 1 1
1 2
0 1 2 0 0 0 0 0 0

(完整版)行列式的计算方法(课堂讲解版)

(完整版)行列式的计算方法(课堂讲解版)

计算n 阶行列式的若干方法举例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,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法.下面介绍几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算例 计算行列式 001002001000000n D n n=-解 D n 中不为零的项用一般形式表示为 112211!n n n nn a a a a n ---=。

该项列标排列的逆序数t (n -1 n -2…1n )等于(1)(2)2n n --,故(1)(2)2(1)!.n n n D n --=-2.利用行列式的性质计算例: 一个n 阶行列式n ij D a =的元素满足,,1,2,,,ij ji a a i j n =-= 则称D n 为反对称行列式, 证明:奇数阶反对称行列式为零.证明:由ij ji a a =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为121311223213233123000n nn n nnna a a a a a D a a a a a a -=-----,由行列式的性质A A '=,1213112232132331230000n n n n nnna a a a a a D a a a a a a -----=-12131122321323312300(1)0n n n n nnna a a a a a a a a a a a -=------(1)n n D =-当n 为奇数时,得D n =-D n ,因而得D n = 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。

化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法。

大学数学高数微积分第二章行列式第五节课堂讲解

大学数学高数微积分第二章行列式第五节课堂讲解
第五节 行列式的计算
主要内容
矩阵的定义 初等变换的定义 行阶梯形矩阵 行列式的计算方法
一、矩阵的定义
在上一节中,我们学习了行列式的性质,利
用行列式的性质可简化行列式的计算,特别是利
用运算 ri + krj (或 ci + kcj ) 可以把行列式中许
多元素化为0.
计算行列式常用的一种方法就是
利用运算 ri+krj 把行列式化为上三角行列式,从而
把定义中的“行”换成“列”,即得矩阵的初等列 变换的定义. 矩阵的初等行变换与初等列变换, 统
称初等变换.
一般来说,一个矩阵经过初等行变换后,就变
成了另一个矩阵.
矩阵 A 经过初等行变换变成矩阵
B 时,记为
A B.
三、行阶梯形矩阵
定义 7 满足下面两个条件的矩阵称为 行阶梯形矩阵:
(1) 非零行(元素不全为零的行)的标号小于 零行(元素全为零的行)的标号;
素, aij 称为矩阵 A 的第 i 行第 j 列元素.
例如
5×2
1 2 矩阵
1
2
4
3
3i
0
9 8 4 2
5 1
2 0
9
5
8
i
1
3i
5
3×4矩阵
当一个矩阵的元素全是某一数域 P 中的数时
它就称为这一数域 P 上的矩阵.
一个是有理数域上的矩阵,一个是复数域上的.
上述两个矩阵
得到行列式的值.
为了便于叙述并考虑到以后的应
用 , 我们引进矩阵及矩阵的初等行变换的概念.
定义 5 由 m n 个数 aij (i= 1, 2, … , m; j=1,
2,… , n) 排成的 m 行 n 列的数表

高等代数选讲-第2讲-行列式的计算

高等代数选讲-第2讲-行列式的计算

Dn
1
1
解:按首行(列)展开, 后一行列式再按首列(行)展开得
Dn ( )Dn1 Dn-2
变形为: Dn Dn1 ( Dn1 Dn2 ) 2 ( Dn2 Dn3 ) =… n2 ( D2 D1 )
展 开
4 1 0
4 1 0

=3 23
4
5 1
=9

11 1 1 (2) D 1 2 3 4
1 4 9 16 1 8 27 64 =(2-1)(3-1)(4-1)(3-2)(4-2)(4-3)=12
1111
范德蒙行列式
V4
x1 x12
x2 x22
x3 x32
x4
( x j xi )
7 9
1 2
4 7
r2 r4

0
1
4
0
0 1 9 3
化 上
2 5 1 2
0 3 5 6



1 4 2 2
1 4 2
r3 ( 1)r2

0
0 r4 3r2
1 4 05
0 3
r4 (
7 5
)
r3

0
0
1 4 05
2
0 =9
3
0 076
0 0 0 95
0 x a2

0
0
1 a2 a1 a3 a2 x an
n
( x ai )( x a1 )( x a2 )( x an ) i 1
n
n
( x ai )( x ai )

行列式的计算方法(共13张PPT)

行列式的计算方法(共13张PPT)

Day a zbxa xbybz a zbxa xby
z a xbya ybz x a xbya ybz
再把第1个行列式按第3列展开,第2个行列式按第2列展开.最终得
D=
第六页,共13页。
利用行列式按行按列展开定理将高阶行列式转化为较低阶行
列式求解的方法叫做降阶法.
它可法(加边法)
将 代入 中得 将 代入 中得
y 0 0 0
解 首先给第1行分别乘-7,-5,-3,分别加到第2,3,4行上,再交换第2,3两行的位置;给第二行分别乘以2,-3后,分别加到第3,4行上;最后给第3行乘1
x y 0 0 加到第4行即可。
把 Dn-1 按同样的方法展开得
直接降阶法用于只需经少量几次降阶就可求得行列式值 的情况。
递推降阶法用于需经多次降阶才能求解,并且较低阶 行列式与原行列式有相同结构的情况。
第七页,共13页。
求解下列行列式:
x y 00 0
0 x y0 0
D ) 加边法最大的特点就(是1要找每行或每列n 相同的因子,那么升阶之后,就可利用行列式的性质把绝大多数元素化为0, 这样就达到简化计算的效
0 0 8 47
0 0 0 10
第五页,共13页。
由行列式拆项性质,将已知行列式拆成若干个行列式之和,计算其值,再得原 行列式值,此法称为拆行(列)法。
求解行列式
axby aybz azbx D aybz azbx axby
azbx axby aybz
按第一列拆开,再提公因子得
x a ybza zbx y a ybza zbx
y
方法2 化三角形法
再D把=第 210个0行0列!降式阶按第后3的列展两开,个第低2个阶行列行式列按第式2列都展是开.三最角终得形行列式,故原行列式的值为

行列式的计算方法(课堂讲解版).-共18页

行列式的计算方法(课堂讲解版).-共18页

计算n 阶行列式的若干方法举例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,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法。

下面介绍几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算例 计算行列式 001002001000n D n n=-解 D n 中不为零的项用一般形式表示为 112211!n n n nn a aa a n ---=. 该项列标排列的逆序数t (n -1 n -2…1n )等于(1)(2)2n n --,故(1)(2)2(1)!.n n nD n --=-2.利用行列式的性质计算例: 一个n 阶行列式n ij D a =的元素满足,,1,2,,,ij ji a a i j n =-= 则称D n 为反对称行列式, 证明:奇数阶反对称行列式为零. 证明:由ij ji a a =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为121311223213233123000n nn n nnna a a a a a D a a a a a a -=-----,由行列式的性质T A A =,12131122321323312300n n n n nnna a a a a a D a a a a a a -----=-12131122321323312300(1)00n n n n nnna a a a a a a a a a a a -=------(1)n n D =-当n 为奇数时,得D n =-D n ,因而得D n = 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。

化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法。

线性代数-行列式(完整版)ppt课件

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设 D
,
31
(1)当为何值时, D 0,
(2)当为何值时 D0.
解 230 0,或 3
2
D
2
31
.
例3 求二阶行列式
a 1 b2
.
(2)三阶行列式
记号
a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 称为三阶行列式. a 31 a 32 a 33
它表示数
a 1a 1 2a 2 3 3a 1a 2 2a 3 3 1a 1a 3 2a 1 32 a 1a 3 2a 2 3 1a 1a 2 2a 1 3 3a 1a 1 2a 3 32
27下三角行列式的值等于其主对角线上. 各元素的乘积 .
同理可得 上三角形行列式
a 11 a 12 a 13 a 1n
0
D 0
a 22 a 23 a 2n
0 a 33 a 3 n a11a22ann
0 0 0 a nn
其中 aii 0 (i1,2,n)
特殊情况 : 对角形行列式
a1n
a21 a22 a2n1 0
0 0 a2n1 a2n
an11 an12 0 an1 0 0
0
0 an12 an1n1 an1n
0 an1 an2 ann1 ann
( 1 ) aaa a N (j1 j2 jn 1 jn ) 1 j12 j2
和式中仅当 j1n ,j2n 1 , ,jn 12 ,jn1时,
a1j1a2j2annj0
D ( 1 ) nN (n (n ( 1n ) 1 ) 3) 2 a 1 n 1 a 2 ,n 1 a n 1
29
(1) 2 12n .
注:
类似可得
a11 a12 a1n1 a1n 0 0 0
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计算n 阶行列式的若干方法举例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,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法。

下面介绍几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算例 计算行列式 001002001000000n D n n=-解 D n 中不为零的项用一般形式表示为 112211!n n n nn a a a a n ---=.该项列标排列的逆序数t (n -1 n -2…1n )等于(1)(2)2n n --,故(1)(2)2(1)!.n n nD n --=-2.利用行列式的性质计算例: 一个n 阶行列式n ij D a =的元素满足,,1,2,,,ij ji a a i j n =-= 则称D n 为反对称行列式, 证明:奇数阶反对称行列式为零. 证明:由ij ji a a =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为121311223213233123000n nn n nnna a a a a a D a a a a a a -=-----,由行列式的性质A A '=,121311223213233123000n n n n nnna a a a a a D a a a a a a -----=-12131122321323312300(1)0n n n n nnna a a a a a a a a a a a -=------(1)n n D =-当n 为奇数时,得D n =-D n ,因而得D n = 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。

化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法。

这是计算行列式的基本方法重要方法之一。

因为利用行列式的定义容易求得上(下)三角形行列式或对角形行列式的性质将行列式化为三角形行列式计算。

原则上,每个行列式都可利用行列式的性质化为三角形行列式。

但对于阶数高的行列式,在一般情况下,计算往往较繁。

因此,在许多情况下,总是先利用行列式的性质将其作为某种保值变形,再将其化为三角形行列式。

例1计算行列式1123133795204213571464410102D-----=-----.解这是一个阶数不高的数值行列式,通常将它化为上(下)三角行列式来计算.例2计算n阶行列式1231231231231111nnnna a a aa a a aD a a a aa a a a++=++.解这个行列式每一列的元素,除了主对角线上的外,都是相同的,且各列的结构相似,因此n列之和全同.将第2,3,…,n列都加到第一列上,就可以提出公因子且使第一列的元素全是1.例3 计算n阶行列式a b b bb a b bD b b a bb b b a =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,得例4:浙江大学2004年攻读硕士研究生入学考试试题第一大题第2小题(重庆大学2004年攻读硕士研究生入学考试试题第三大题第1小题)的解答中需要计算如下行列式的值:[分析]显然若直接化为三角形行列式,计算很繁,所以我们要充分利用行列式的性质。

注意到从第1列开始;每一列与它一列中有n-1个数是差1的,根据行列式的性质,先从第n-1列开始乘以-1加到第n列,第n-2列乘以-1加到第n-1列,一直到第一列乘以-1加到第2列。

然后把第1行乘以-1加到各行去,再将其化为三角形行列式,计算就简单多了。

解:4.降阶法(按行(列)展开法)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,往往是根据行列式的特点,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1、计算20阶行列式20123181920212171819321161718201918321D = [分析]这个行列式中没有一个零元素,若直接应用按行(列)展开法逐次降阶直至化许许多多个2阶行列式计算,需进行20!*20-1次加减法和乘法运算,这人根本是无法完成的,更何况是n 阶。

但若利用行列式的性质将其化为有很多零元素,则很快就可算出结果。

注意到此行列式的相邻两列(行)的对应元素仅差1,因此,可按下述方法计算:解:例2 计算n 阶行列式00010000000000001000n a a a D a a=解 将D n 按第1行展开1000000000000(1)000000000100n n a a a a D a aa a+=+-12(1)(1)n n nn aa +-=+--2n n a a -=-.例3 计算n (n ≥2)阶行列式0001000000001a a D a a=.解 按第一行展开,得()10000000000001000010na aa a D aa a+=+-.再将上式等号右边的第二个行列式按第一列展开,则可得到()()()()1112222111nn nn n n n D a a a a a a +-+---=+--=-=-.5.递(逆)推公式法递推法是根据行列式的构造特点,建立起 与的递推关系式,逐步推下去,从而求出的值。

有时也可以找到与,的递推关系,最后利用,得到的值。

[注意]用此方法一定要看行列式是否具有较低阶的相同结构如果没有的话,即很难找出递推关系式,从而不能使用此方法。

例1 计算行列式βααββαβααββααββα+++++=10000000010001000 n D .解:将行列式按第n 列展开,有21)(---+=n n n D D D αββα, 得 n n n n n n D D D D D D βαβαβα=-==-=-----)()(1223221 。

同理得 n n n D D αβ=--1, ⎪⎩⎪⎨⎧≠--=+=++.,;,)1(11βαβαβαβααn n n n n D例2 计算ayyyx a y yx x a yx x x a D n= 解同理11)()(---+-=n n n y a x D x a D联立解得)(,)((y x yx x a y y a x D nnn ≠----=) 当y x =时,例3 计算n 阶行列式12211000010000000001nnn n x x x D x a a a a a x----=-+.解 首先建立递推关系式.按第一列展开,得: 这里1n D -与n D 有相同的结构,但阶数是1n -的行列式.现在,利用递推关系式计算结果.对此,只需反复进行代换,得: 因111D x a x a =+=+,故111n n n n n D x a x a x a --=++++.最后,用数学归纳法证明这样得到的结果是正确的.当1n =时,显然成立.设对1n -阶的情形结果正确,往证对n 阶的情形也正确.由()121112111 n n n n n n n n n n n n D xD a x x a x a x a a x a x a x a -------=+=+++++=++++,、 可知,对n 阶的行列式结果也成立.根据归纳法原理,对任意的正整数n ,结论成立.例4 证明n阶行列式210000121000100121012n D n ==+.证明 按第一列展开,得210000100000121000121000200012100012101212n D =-.其中,等号右边的第一个行列式是与n D 有相同结构但阶数为1n -的行列式,记作1n D -;第二个行列式,若将它按第一列展开就得到一个也与n D 有相同结构但阶数为2n -的行列式,记作2n D -.这样,就有递推关系式:122n n n D D D --=-.因为已将原行列式的结果给出,我们可根据得到的递推关系式来证明这个结果是正确的. 当1n =时,12D =,结论正确.当2n =时,221312D ==,结论正确.设对 1k n -≤的情形结论正确,往证k n =时结论也正确.由()122211n n n D D D n n n --=-=--=+ 可知,对n 阶行列式结果也成立.根据归纳法原理,对任意的正整数n ,结论成立.例5、2003年福州大学研究生入学考试试题第二大题第10小题要证如下行列式等式: (虽然这是一道证明题,但我们可以直接求出其值,从而证之。

)[分析]此行列式的特点是:除主对角线及其上下两条对角线的元素外,其余的元素都为零,这种行列式称“三对角”行列式[1]。

从行列式的左上方往右下方看,即知D n-1与D n 具有相同的结构。

因此可考虑利用递推关系式计算。

证明:D n 按第1列展开,再将展开后的第二项中n-1阶行列式按第一行展开有:这是由D n-1 和D n-2表示D n 的递推关系式。

若由上面的递推关系式从n 阶逐阶往低阶递推,计算较繁,注意到上面的递推关系式是由n-1阶和n-2阶行列式表示n 阶行列式,因此,可考虑将其变形为:或 11212n n n n n n D D D D D D βααβαβ------=-=(-)现可反复用低阶代替高阶,有:同样有: 因此当αβ≠时由(1)(2)式可解得:11n n n D αβαβ++-=-,证毕。

6.利用范德蒙行列式根据行列式的特点,适当变形(利用行列式的性质——如:提取公因式;互换两行(列);一行乘以适当的数加到另一行(列)去; ...) 把所求行列式化成已知的或简单的形式。

其中范德蒙行列式就是一种。

这种变形法是计算行列式最常用的方法。

例1 计算行列式1222211221212121122111111n n nn n n n n n n nx x x D x x x x x x x x x x x x ------+++=++++++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,便得范德蒙行列式例2 计算1n +阶行列式122111111111122122222222122111111111nn n n n n n n n nn n n n n n n n n n n n n a a b a b a b b a a b a b a b b D a a b a b a b b ---------++++++++=.其中1210n a a a +≠.解 这个行列式的每一行元素的形状都是n k ki i a b -,k =0,1,2,…,n .即i a 按降幂排列,ib 按升幂排列,且次数之和都是n ,又因0i a ≠,若在第i 行(i =1,2,…,n )提出公因子n i a ,则D 可化为一个转置的范德蒙行列式,即例3 计算行列式xyxzyzz y x z y xD 222=.解:例4 计算行列式n nn n n n n n nnn x x x x x x x x x x x x D21222212222121111---=解 作如下行列式,使之配成范德蒙行列式nn nn n n n n n n n n n n n nny x x x y x x x y x x x y x x x y x x x y P21111211222221222221211111)(--------= = ∏∏≤<≤=--ni j j ini i x xx y 11)()(易知n D 等于)(y P 中1-n y 的系数的相反数,而)(y P 中1-n y 的系数为∏∑≤<≤=--ni j j ink kx xx 11)( ,因此,∑∏==≤<≤-=nk ni j j ikn x xx D 11)(例5、 计算n 阶行列式解:显然该题与范德蒙行列式很相似,但还是有所不同,所以先利用行列式的性质把它化为范德蒙行列式的类型。

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