n阶行列式的计算方法
行列式的计算
n 阶行列式的计算n 阶行列式的计算方法很多,除非零元素较多时可利用定义计算(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1 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2 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ijji aa =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为1213112232132331230000n n n nnnn 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 nn n a 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。
例3 计算n 阶行列式a b b b ba b b D bbabb 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(1)(1)(1)(1)a n b b b b a n b a b b D a n bbaba nb b b a+-+-=+-+-11[(1)]11b b b a b b a n b babb b a =+-100[(1)]000bbb a b a n b a b a b-=+---1[(1)]()n a n b a b -=+--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。
#线性代数技巧行列式的计算方法
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,除非零元素较多时可利用定义计算(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1 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2 一个n 阶行列式n ijD 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i j j i a a =-知i i i ia a =-,即 0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为1213112232132331230000n n n nnnna a a a a a D a a a a a a -=-----由行列式的性质A A '=1213112232132331230000n n nn nnn a 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。
例3 计算n 阶行列式a b b b ba b b D bb a bbbba=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(1)(1)(1)(1)a n b b b b a n b a b bD a n bb a b a n bb b a+-+-=+-+- 11[(1)]11b b b a b b a n b b a b b ba =+- 100[(1)]00b bb a b a n b a b a b-=+--- 1[(1)]()n a n b a b -=+--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。
n阶行列式的计算方法
n阶行列式的计算方法行列式是线性代数中的一个重要概念,它在矩阵理论、线性方程组的求解等方面都有着重要的应用。
在本文中,我们将讨论n阶行列式的计算方法,希望能够帮助读者更好地理解和掌握行列式的相关知识。
首先,我们来回顾一下行列式的定义。
对于一个n阶方阵A,它的行列式记作|A|或det(A),定义为:|A| = Σ(−1)^σ(σ) a1σ(1) a2σ(2) ... anσ(n)。
其中,σ是1~n的一个排列,a1σ(1) a2σ(2) ...anσ(n)表示排列σ对应的n个元素的乘积,Σ表示对所有可能的排列求和。
接下来,我们将介绍n阶行列式的计算方法。
对于一个n阶方阵A,我们可以使用以下方法来计算它的行列式:1. 代数余子式法。
代数余子式法是一种经典的计算行列式的方法。
对于一个n阶方阵A,它的行列式可以通过以下公式来计算:|A| = a11A11 + a12A12 + ... + a1nA1n。
其中,aij表示A的第i行第j列的元素,Aij表示它的代数余子式,即去掉第i行第j列后得到的n-1阶子式的行列式。
2. 拉普拉斯展开法。
拉普拉斯展开法是另一种常用的计算行列式的方法。
对于一个n阶方阵A,它的行列式可以通过以下公式来计算:|A| = a11C11 + a12C12 + ... + a1nC1n。
其中,Cij表示A的第i行第j列的元素的代数余子式,即去掉第i行第j列后得到的n-1阶子式的行列式,而Cij的计算可以通过递归地应用相同的方法来完成。
3. 数学归纳法。
数学归纳法是一种较为抽象但十分有效的计算行列式的方法。
通过递归地应用n-1阶行列式的计算方法,我们可以最终得到n阶行列式的值。
在实际应用中,我们可以根据具体的情况选择合适的计算方法来计算行列式,以便更高效地完成计算任务。
除了以上介绍的计算方法,还有一些特殊的行列式计算技巧,比如利用行列式的性质进行变换、化简等操作,以便更快地求得行列式的值。
[理学]线性代数技巧行列式的计算方法
[理学]线性代数技巧行列式的计算方法计算n 阶行列式的若干方法举例n 阶行列式的计算方法很多,除非零元素较多时可利用定义计算(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1 计算行列式0010020100000n 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2 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ijji aa =-知ii ii a a =-,即0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为1213112232132331230000n n n 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 nnn a 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 = 0.4.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。
N阶行列式的计算方法
N阶行列式的计算方法行列式是矩阵的一个重要性质,它可以用来描述矩阵的线性变换的特征。
N阶行列式的计算方法可以通过多种途径实现,包括展开法、性质法、三角法等。
下面将详细介绍N阶行列式的计算方法。
1.展开法:展开法也是最常用的计算N阶行列式的方法。
N阶行列式可以根据其中的其中一行或其中一列展开成N个N-1阶行列式之和。
以N阶行列式A为例,可以通过以下公式计算:det(A) = a1j * C1j + a2j * C2j + ... + anj * Cnj其中,a1j, a2j, ..., anj 分别是矩阵A第j列的N个元素;C1j,C2j, ..., Cnj 分别是对应元素的代数余子式。
2.性质法:性质法是通过行列式的性质来计算N阶行列式。
行列式有很多性质,包括换行换列、行列秩相等、其中一行列乘以一个常数等。
利用这些性质,可以将N阶行列式变换成简化形式,进而计算行列式的值。
例如,可以通过初等行变换将行列式变换为上(下)三角形,而上(下)三角形行列式的计算非常简单。
此外,还可以使用性质法计算N阶行列式的公式,例如:det(A) = (-1)^(i+j) * Mij,其中,A是一个N阶矩阵,Mij是A删除第i行和第j列后的N-1阶矩阵。
3.三角法:三角法是一种用于计算N阶行列式的简便方法。
它将矩阵进行初等行变换,将其化为上三角阵或下三角阵,然后通过对角线上元素的乘积得到行列式的值。
具体步骤如下:(1)将行列式按其中一行或其中一列展开;(2)通过初等行变换,将行列式化为上三角形或下三角形;(3)计算对角线上元素的乘积,得到行列式的值。
4.克拉默法则:如果N阶行列式的其中一行或其中一列可被向量等式左边的向量线性表出,那么可以使用克拉默法则来计算行列式的值。
克拉默法则通过求解N个方程组,其中每个方程组都将一个未知量用行列式展开的形式表示,最后求解这N个方程组得到行列式的值。
但是,克拉默法则的计算复杂度高,对于大规模的行列式来说,不太适用。
n阶行列式的计算方法
n 阶行列式的计算方法1.利用对角线法则“对角线法则”:(1)二、三阶行列式适用“对角线法则”;(2)二阶行列式每项含2项,三阶行列式每项含3项,每项均为不同行、不同列的元素的乘积;(3)平行于主对角线的项为正号,平行于副对角线的项为负号。
例1计算二阶行列式4231=D 。
解:223414231−=×−×==D 例2计算三阶行列式210834021−−=D 。
解:)1(812420)3(0)1(400822)3(1210834021−××−××−×−×−−××+××+×−×=−−=D 14−=2.利用n 阶行列式的定义n 阶行列式==nnn n nn a a a a a a a a a D ⋯⋮⋮⋮⋯⋯212222111211nn np p p p p p a a a ⋯⋯212121)()1(∑−τ其中)(21n p p p ⋯ττ=,求和式中共有!n 项。
显然有上三角形行列式nnnn nn a a a a a a a a a D ⋯⋮⋱⋯⋯221122211211==下三角形行列式nnnnn n a a a a a a a a a D ⋯⋯⋱⋮⋮221121222111==对角阵nnD λλλλλλ⋯⋱2121==另外nn n nD λλλλλλ⋯⋰212)1(21)1(−−==例3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 -1n -2…1n )等于(1)(2)2n n −−,故(1)(2)2(1)!.n n n D n −−=−3.利用行列式的性质计算性质1行列式与它的转置行列式相等,即TD D =。
n阶行列式的计算方法研究
n阶行列式的计算方法研究矩阵是数学中的一个重要分支,其中行列式作为矩阵理论的基础概念之一,被广泛应用于线性代数、微积分、数学分析等各个领域。
n阶行列式的计算方法一直是行列式研究的重点,下面将对n阶行列式的计算方法进行详细探讨。
一、定义n阶行列式是n个行向量或列向量所构成的n阶矩阵的一个函数,用$det(A)$表示。
其中A矩阵的每个元素表示为$a_{ij}\in R$,其中i、j表示行列数,R表示实数域或复数域。
例如:$$A=\begin{bmatrix}1&2&3\\4&5&6\\7&8&9\\\end{bmatrix} $$则$det(A)$表示为:1. 行列式具有线性性质。
对于n阶行列式,如果任意一行或一列的元素倍增加(a倍),则行列式的值也将增加a倍。
2. 行列式的值与矩阵的行列数、元素值有关。
当矩阵中存在两行/列完全相同时,行列式的值为0。
3. 行列式的值可以分解为每一行/列的代数余子式(余子式指将相应的行和列去掉后所构成的矩阵的行列式的相反数)与元素值的乘积之和。
三、计算方法1. 代数余子式法代数余子式法是n阶行列式的基本计算方法,它的计算过程比较繁琐,但应用范围比较广泛。
$$det(A)=\sum_{i=1}^{n}(-1)^{i+j}a_{ij}A_{ij}$$其中,i,j为任意定数,Aij为矩阵A的第i行第j列元素的代数余子式。
代数余子式的计算公式为:其中,Mij表示将第i行第j列元素删去后所形成的(n-1)阶行列式。
则根据代数余子式法可得:$$\begin{aligned} det(A) &= 1 * \begin{vmatrix}5&6\\8&9\\\end{vmatrix} - 2 * \begin{vmatrix}4&6\\7&9\\\end{vmatrix} + 3 *\begin{vmatrix}4&5\\7&8\\\end{vmatrix}\\ &=1*[(5*9)-(6*8)]-2*[(4*9)-(6*7)]+3*[(4*8)-(5*7)]\\ & =0 \end{aligned} $$2. 公式法公式法是一种简单快速的n阶行列式计算方法,它只需将矩阵A的元素代入特定的公式即可。
N阶行列式的计算
例4: = = =…
练习:(1) 【160】(2) 【 】
(5)逐行(列)相加(减)(适用于行列式相邻两行相加减后有共同特点时)
例5: =…=0
例6:
= 。
练习: 【 】
(6)拆项计算行列式(适用于行列式中的行(列)元素是两项之和)
例7: = + =
题设行列式正是 ,即y的系数,展开(1)式,得到y的系数为
所以: = 。
7、观察一次因式法
例13:计算 =
解:当 时,第一、第二行对应元素相等,所以 =0,可见 中含有因式, ,当 时,第三、第四行对应元素相等,所以 =0,可见 中含有因式 。
由于 中关于 的最高次数是4,所以
中含 的项是 ,
比较上面两式中 的系数,得 ,故 。
N阶行列式的计算
N阶行列式的计算方法主要有以下几种:
1、直接按定义计算:(适用于行列式中非零元素非常少的情形)
例1:计算 = 解:由定义知 = ,因为 ,所以 的非零项中 只能取2或3,同理,有 = = =0,可推出 只能取2或3,又因为 要求各不相同,故 项中至少有一个必须取零,所以 =0.
练习:用行列式的定义计算下列行列式:【1, , 0, 0】
例14:解方程 =0
解:当 =0,1,2, 时,行列式的两列对应元素相等,行列式的值为0,因此左边行列式可写成 ,
于是原方程变为 ,
所以原方程的解为 。
8、利用数学归纳法进行证明或计算。
例15:证明n阶范德蒙行列式的正确性
+ =0练习:证明 =
3、降阶法:利用行列式按行(列)展开定理进行降阶,这种方法适用于行列式中某一行(列)非零元素较少。
N阶行列式的计算方法
N 阶行列式的计算方法
常见方法:
1 加边法
把n 阶行列式变为和与之相同的n+1阶行列式,再通过行列式的性质化简 2 把各行(各列)统一加到某一行(列)上,一般可以把那行(列)提出来 3 逐行(列)相加减
4 行列式 按某行或者某列展开
5 数学归纳找到 n D 和1n D +的关系 转化为 数列问题
6 裂项 把某行(列)拆成2行(列)的和,之后行列式变为两个行列式之和
7 构造 比如利用 如果C AB =,那么C AB A B ==,把行列式里面的矩阵写为两个矩阵的乘积,非别求那两个矩阵的行列式。
常见公式,把行列式化为如下2种形式计算,或基于这两种形式的乘积。
()121111121
11n
j i i j n n n n n a a a a a a a a ≤<≤---=-∏
注意结果的顺序,大角标减小角标,如果忘了的可以写一个2阶的看一下。
(推导过程书上有)
1
232
22233122000000n n n n n n n x a a a b x a b a b b x x x x x x b x ⎛⎫=--- ⎪⎝⎭
推导思路
这是一个n 阶行列式,对于除第1列外的2,
,n 列,都进行如下操作 把第j 列的j j b x -倍,加到第1列上,之后会发现第一列中的2,
,n b b 都是0,这
个行列式化为了上三角的形式,直接对角线乘积就好了。
行列式的运算法则公式
行列式的运算法则公式1.行列式的性质:(1)交换定理:对于n阶行列式,将其行与列调换,则行列式的值不变。
(2)对角线法则:对于n阶行列式,行标和列标的和为偶数,则行列式的值为主对角线上各元素的乘积之和;行标和列标的和为奇数,则行列式的值为主对角线上各元素的乘积之差。
2.行列式的递推公式:(1)二阶行列式:对于2阶行列式,行列式的值等于左上角元素乘以右下角元素,减去右上角元素乘以左下角元素。
(2)三阶行列式:对于3阶行列式,行列式的值等于三个主对角线上元素的乘积之和,减去三个副对角线上元素的乘积之和。
3.行列式的初等变换:(1)行(列)交换:交换两行(列),行列式的值不变。
(2)行(列)倍乘:将其中一行(列)的元素乘以k,行列式的值乘以k。
(3)行(列)倍加:将其中一行(列)的k倍加到另一行(列)上,行列式的值不变。
4.行列式的倍数的性质:(1)行(列)成比例:若有两行(列)是成比例的,则行列式的值为0。
(2)带公因子:若行(列)中存在公因子,可提出公因子,行列式的值等于公因子乘以去掉公因子的行列式的值。
5.行列式的秩:(1)非零行列式:对于非零行列式,如果有r行(列)成线性相关,则行列式的值为0。
(2)对角行列式:对于对角行列式,主对角线上的元素均不为0,则行列式的值等于主对角线上各元素的乘积。
6.行列式的乘改定义:(1) 行列式的乘积定义:两个行列式A和B的乘积定义为C=AB,其中C的元素为C_ij = ∑(A_i1*B_1j),即A的第i行与B的第j列对应元素的乘积之和。
(2)顺序可交换:行列式的乘法满足顺序可交换,即AB=BA。
7.行列式的乘积规则:(1)两个行列式的乘积的维数:如果A是m×n的矩阵,B是n×p的矩阵,则AB的维数为m×p。
(2)AB的行列式的值:如果AB的行列式的值存在,且A的行行列式的值不为0,B的列行列式的值不为0,则AB的行列式的值等于A的行列式的值乘以B的行列式的值。
n阶行列式的若干计算方法
n 阶行列式的若干计算方法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=-L LMM 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 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,,,ijji 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 n n na 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。
计算n阶行列式的若干方法举例
计算n阶行列式的若干方法举例例2 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i j j i a a =-知i i i ia a =-,即 0,1,2,,ii a i n ==故行列式D n 可表示为121311223213233123000n n n 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 nn n a a a a a a D a a a a a a -----=- 12131122321323312300(1)n 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。
例3 计算n 阶行列式a b b b b a b b D bb a b 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(1)(1)(1)(1)a n b b b b a n ba bb D a n bb a b a n bb ba +-+-=+-+- 11[(1)]11b b ba b b a n b b a b b ba=+- 100[(1)]000bb b a b a n b a b a b-=+--- 1[(1)]()n a n b a b -=+--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。
习题课:n阶行列式的计算
依据材料概括晚清中国交通方式的特点,并分析其成因。
提示:特点:新旧交通工具并存(或:传统的帆船、独轮车, 近代的小火轮、火车同时使用)。 原因:近代西方列强的侵略加剧了中国的贫困,阻碍社会发 展;西方工业文明的冲击与示范;中国民族工业的兴起与发展;
政府及各阶层人士的提倡与推动。
[串点成面· 握全局]
特征题4. “三线型”行列式. 除某一行,某一列以及对角 线(或次对角线)元素非零歪,其余元素均为 0的行列式, 主要求法是化为三角形行列式计算. 例4:
a0 1 Dn 1 1 1
n
1 a1 0 0
1 0 a2 0
1 0 0 (ai 0) an
1 n 答案:(a0 ) ai i 1 ai i 1
精品课件欢迎使用
[自读教材· 填要点] 一、铁路,更多的铁路 1.地位
铁路是
交通运输 建设的重点,便于国计民生,成为国民经济
发展的动脉。 2.出现 1881年,中国自建的第一条铁路——唐山 路建成通车。 1888年,宫廷专用铁路落成。 至胥各庄铁 开平
3.发展
(1)原因:
①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 ②修路成为中国人 (2)成果:1909年 权收归国有。 4.制约因素 政潮迭起,军阀混战,社会经济凋敝,铁路建设始终未入 修筑权 。
x2 x2 m x2
xn xn xn m
xn m)
答案 : Dn (m)n1 ( x1
特征3:“两条线型”的行列式,直接展开降阶. 例3.
a1 Dn
b1 a2 b2 an 1 bn 1 an
bn
答案:Dn a1a2
an (1) b1b2
n1
n阶行列式的计算方法
n 阶行列式的计算方法1.利用对角线法则“对角线法则”:(1)二、三阶行列式适用“对角线法则”;(2)二阶行列式每项含 2 项,三阶行列式每项含 3 项,每项均为不同行、不同列的元素的乘积;(3)平行于主对角线的项为正号,平行于副对角线的项为负号。
例 1 计算二阶行列式D= 13。
24解:D= 13= 1× 4 − 3 ×2 = −224例 2 计算三阶行列式D= 1204− 38。
0−12解:D = 1204 − 38= 1× (−3) × 2 + 2 × 8 × 0 + 0 × 4 × (−1) −0 ×(−3) × 0 − 2 × 4 × 2 −1× 8 × (−1)0−12= −142.利用 n 阶行列式的定义a a ⋯a1nn阶行列式 D = a a⋯a2n=∑(−1)τa1a2⋯a n⋮⋮⋮12na a⋯a其中τ=p2⋯ p n),求和式中共有n!τ(p1项。
显然有a a ⋯a1n上三角形行列式D=a⋯a=aa⋯a⋱⋮aa下三角形行列式D=a a⋱=aa⋯a⋮⋮a a⋯av1.0 可编辑可修改λ对角阵D= λ2=λ1λ2⋯λn ⋱λ另外D=λ2λ1= (−1)2λλ2⋯λn ⋰λn例 3计算行列式0⋯ 0100⋯ 200D n= ⋮⋮⋮⋮n−1⋯0000⋯ 00n 解D n中不为零的项用一般形式表示为aa⋯aa=n!.该项列标排列的逆序数t(n-1 n-2…1 n)等于(n−1)(n−2),故2D n= (−1)n! .3.利用行列式的性质计算性质 1行列式与它的转置行列式相等, 即D=D T。
注由性质 1 知道,行列式中的行与列具有相同的地位,行列式的行具有的性质,它的列也同样具有。
性质 2交换行列式的两行(列),行列式变号。
推论若行列式中有两行(列)的对应元素相同,则此行列式为零。
n阶行列式的计算方法总结及例题
n阶行列式的计算方法总结及例题n阶行列式的计算方法总结及例题一、引言行列式是线性代数中的重要概念,它是一个数学对象,用来表示一个n阶方阵的一种性质。
在实际应用中,我们经常需要计算n阶行列式来解决各种数学和工程问题。
本文将对n阶行列式的计算方法进行总结,并且通过例题来加深理解。
二、行列式的基本定义在n阶行列式中,其中一个基本概念是排列。
一个排列是指1, 2, ..., n 的一种次序。
当n=3时,有6个排列{1,2,3}、{1,3,2}、{2,1,3}、{2,3,1}、{3,1,2}和{3,2,1}。
在行列式中,每个排列的正负号是由该排列的逆序数来决定的。
逆序数是指在一个排列中,逆序对的个数。
若逆序数为奇数,则该排列为负排列;若逆序数为偶数,则该排列为正排列。
三、n阶行列式的计算方法1. 代数余子式法代数余子式法是一种递归的方法,可以用来计算n阶行列式。
我们选择矩阵的某一行(或某一列),然后对该行(或列)中的每个元素,每个元素对应一个代数余子式。
根据代数余子式的定义和符号来计算每个元素的代数余子式。
将这些代数余子式与对应的元素相乘,并相加起来,即得到行列式的值。
2. 公式法当n=2时,行列式的计算方法非常简单,即ad-bc。
当n>2时,可以利用展开定理,将n阶行列式展开为n-1阶行列式的和。
通过递归的方法,最终可以将n阶行列式转化为2阶行列式的组合。
3. 三角形法三角形法是一种几何方法,通过对矩阵进行初等行变换,将矩阵化为上(下)三角矩阵。
根据上(下)三角矩阵的特殊性,可以直接求出行列式的值。
四、例题我们通过以下例题来加深对n阶行列式计算方法的理解:例题1:计算3阶行列式给定矩阵 A =\[ \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9\end{bmatrix} \]我们可以使用代数余子式法,按照第一行展开,得到\[ |A| = 1*|M11| - 2*|M12| + 3*|M13| \]其中,M11、M12、M13分别为A的三个元素对应的代数余子式,根据代数余子式的定义和符号,可以计算得到|A|的值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
n阶行列式的计算方法姓名:学号:学院:专业:指导老师:完成时间:n阶行列式的计算方法【摘要】本文主要针对行列式的特点,应用行列式的性质,提供了几种计算行列式的常用方法。
例如:利用行列式定义直接计算法,根据行列式性质化为三角形列式法,按一行(列)展开以及利用已知公式法,数学归纳法与递推法,加边法,利用多项式性质法,拉普拉斯定理的应用。
但这几种方法之间不是相互独立,而是相互联系的.一个行列式可能有几种解法,或者在同一个行列式的计算中将同时用到几种方法以简便计算。
这就要求我们在掌握了行列式的解法之后,灵活运用,找到一种最简便的方法,使复杂问题简单化。
【关键词】 n阶行列式行列式的性质数学归纳法递推法加边法Some methods of an n-order determinant calculation【Abstract】In this paper, considering the characteristics ofdeterminant, it provides several commonly used methods to calculate the determinant by applying the properties of the determinant . For example :The direct method of calculation by using the determinant definition . The method of changing the determinant into a triangular determinant According to the properties of the determinant. The method of expanding the determinant by line (column) .using the known formula , the mathematical induction, recursive Method , adding the edge method, using the properties of polynomial , the application of Laplace theorem. These methods are not independent of each other ,but interrelated. There is probably that a determinant has several solutions, or in the calculation of the same determinant there will be used several methods to calculate simply. This requires us to grasp several solution of the determinant,and to find the easiest ways after, so simplify complex issues .【Key words】n-order determinant the property of the determinant the mathematical induction adding the edge method目录1引言 (1)2 计算行列式的基础方法 (2)2.1利用行列式的定义来计算....................... 错误!未定义书签。
2.2化为三角形法 (3)2.3把各行(或各列)统统加到某一行(或列)........... 错误!未定义书签。
2.4逐行(列)处理 (5)3加边法 (6)4 展开 (8)5利用已知行列式公式计算法 (10)(1)三角形公式 (10)(2)德蒙公式 (10)(3)爪型行列式公式 (11)(4)ab行列式公式 (13)6 数学归纳法 (13)7递推法 (16)8 拆项法 (18)9 利用多项式的性质 (21)10 利用矩阵分块理论 (21)1 乘法公式的应用 (22)2 定理2......................................... 错误!未定义书签。
3 定理3 (23)11 小结 (25)参考文献 (26)致 (26)1引言行列式是研究线性代数的一个重要的工具,在线性方程组、矩阵、二次型中要用到行列式,在数学的其他分支里也常常要用到行列式。
n 阶行列式的计算是研究生考试的一个重点,对于很多学生来说,n 阶行列式的计算又是一个难点。
很多人不能非常熟练的掌握,而且教材也没有题及到。
因此行列的计算问题显得尤其的重要。
引例:对于二元线性方程组⎩⎨⎧=+=+22221211212111b x a x a b x a x a ,若22211211a a a a 0≠,则222112112221211a a a a a b a b x =,222112112211112a a a a b a b a x = 对于低元的方程组,对应的低阶行列式比较好计算。
但是我们为了解n 元方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++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*********那就不得不要面临计算?212222111211=nnn n nn a a a a a a a a a对于这种n 阶的行列式计算方法,除了定义法,我们还能通过那些其他的方法来计算呢?2 计算行列式的基础方法计算行列式的基础方法主要是指,利用行列式的定义和基本性质来计算行列式的方法。
行列式的定义在下面2.1节会具体的介绍。
下面本文现介绍下几个行列式的基本性质。
性质1 (对称性)行列式的转置行列式与原行列式相等。
【评注】从这个性质可以知道如果行列式对行而言具有的性质,则对列而言也具有相同的性质。
反过来也是如此,因此下面的几个性质只对列来叙述。
性质2 (多重线性)行列式的多重线性是指下面两条 (1)111k kn k n k n αβαααβαααα+=+(2)11kn kn a a αααααα=性质3 (交错性) 对换行列的任意两列所得行列式与原行列式绝对值相等,符号相反。
性质4 如果行列式的一列是另一列的a 倍,则行列式为零。
特别是,如果行列式有一列为零,或者有不同的两列相同,则行列式为零。
性质5(初等变换性质) 通常说的初等变换有三种:一列乘以非零数;对换不同的两列;这两中前面都提到了 ,下面一种是:一列乘以非零数加到另一列。
11,,,,k k l n k l n a ααααααααα+=2.1利用行列式的定义来计算[1]一般来说利用行列式的定义求解n 阶行列值很繁琐,但是对一些特殊的有规律的行列式还是很有用的,往往能够收到意想不到的效果。
对于这种行列式一般有一些很好的特征,例如: (1) 只有对角线的元素不为零,或者行列式为上、下(反上、下)三角形行列式;(2) 1212n j j nj a a a 中必有一个元素等于零,或者有很多项为零; (3)i j ij ij a c b -=等等。
1、定义(1)∑-=)(21)(212222111211212121)1(n n n j j j nj j j j j j nnn n nn a a a a a a a a a a a aτ其中12()n j j j τ为排列12nj j j 的逆序数。
例1:计算n 行列式n D =...000...10.........02 (00)10...00nn -解:根据行列式的定义,行列式展开后每一项都有n 个元素相乘,而且这n 个元素要位于n D 中不同的行与不同的列。
因此n D 中只有一个1·2·3…(n-1)·n!这一项行标为自然顺序,列标构成的排列为n ·(n-1)…2·1,其反序数为(1)2n n -,故(1)2(1)!n n n D n -=-例2:计算行列式 n D =i j ij a b -解:根据行列式的定义,行列式的展开式等于12111212()12()(1)nnn k k n n i jj j j j j nj j j j a a a b τ==-∑∑-∑=121212()12()(1)n n n j j j j j nj j j j a a a τ-∑= ij a2.2化为三角形法即通过行列式的行变换和列变换,使得行列式变成如下形式:位于主对角线一侧的所有元素全等于0,这样得到的行列式等于主对角线元素的乘积,对于次 对角线的情形,行列式的值等于(1)2(1)n n --与次对角线上所有元素的乘积。
化三角法一般只能针对一些有规律的、能通过简单初等行列变换变成三角形行列式,或变成爪型行列式、平行线形行列式、主次对角行列式等。
其它的一些行列式就不是很适用。
例1:计算n 阶行列式n D =123()i na x x xx a x xxx a x x a xxxa ≠ 解:从第2行起,每行减去第一行n D =11213100000n a x x x x a a x x a a xx a ax------=(1a x -)(2a x -)(n a x -)1111123110110101n a a a a a xa x a xa x -------从第二列开始,每一列都加到第一列,化成上三角形行列式n D =(1a x -)(2a x -)(n a x -)11112231110100100001n n a a a a x a xa x a x a x a x +++------=(1a x -)(2a x -)(n a x -)(12111n a x a xa x+++---)2.3把各行(或各列)统统加到某一行(或列) [2]把各行(或各列)统统加到某一行(或列),再通过行列式的性质化简得到结果。
能适用这种方法的行列式一般有一个很好的特征:各行(列)和相等,或成比例。
这样相加之后就能提取公因式了。
例1:计算n 阶行列式n D =a b b b b b a b b b bb a b b bb b a b bbbba解:把从第2列以后每一列都加到第一列n D =(1)(1)(1)(1)(1)a n b b b b ba nb a b b b a n b b a b b a n bb b a b a n bbbba+-+-+-+-+-=[(1)a n b +-]11111b b b b a b b b b a b b b b a b bbba把从第2行以后每一行都减去第一行n D = [(1)a n b +-]10000000000000b b bba b a b a b ba b----=[(1)a n b +-]1()n a b --2.4逐行(列)处理这是指逐行或逐列以适当的倍数相加或相减。