线性代数技巧行列式的计算方法
行列式的计算技巧和方法总结
行列式的计算技巧和方法总结行列式是线性代数中的重要概念,广泛应用于数学、物理、工程等领域。
正确计算行列式有助于解决线性方程组、特征值等问题。
下面将总结行列式的计算技巧和方法。
一、行列式的定义和性质:行列式是一个数,是由方阵中元素按照一定规律排列所组成的。
设A为n阶方阵,行列式记作det(A)或,A,定义如下:det(A) = ,A, = a11*a22*...*ann - a11*a23*...*a(n-1)n +a12*a23*...*ann-1*n + ... + (-1)^(n-1)*a1n*a2(n-1)*...*ann 其中,a_ij表示A的第i行第j列的元素。
行列式具有以下性质:1. 若A = (a_ij)为n阶方阵,若将A的第i行和第j行互换位置,则det(A)变为-det(A)。
2. 若A = (a_ij)为n阶方阵,若A的其中一行的元素全为0,则det(A) = 0。
3. 若A = (a_ij)为n阶三角形矩阵,则det(A) = a11*a22*...*ann。
4. 若A = (a_ij)和B = (b_ij)为n阶方阵,则det(AB) = det(A)* det(B)。
5. 若A = (a_ij)为n阶可逆方阵,则det(A^(-1)) = 1/det(A)。
二、行列式计算的基本方法:1.二阶行列式:对于2阶方阵A = (a_ij),有det(A) = a11*a22 - a12*a212.三阶行列式:对于3阶方阵A = (a_ij),有det(A) = a11*a22*a33 +a12*a23*a31 + a13*a21*a32 - a13*a22*a31 - a12*a21*a33 -a11*a23*a323.高阶行列式:对于n阶方阵A,可以利用行列式按行展开的性质来计算。
选择其中一行(列)展开,计算每个元素乘以其代数余子式的和,即:det(A) = a1j*C1j + a2j*C2j + ... + anj*Cnj其中,Cij为A的代数余子式,表示去掉第i行第j列后所得子矩阵的行列式。
行列式的几种计算方法
行列式的几种计算方法行列式是线性代数中非常重要的概念,它可以帮助我们理解矩阵的性质和求解线性方程组。
行列式的计算方法有多种,下面将详细介绍几种常用的计算方法。
一、按定义式计算行列式:按照定义式计算行列式是最基本的一种方法。
对于一个n阶矩阵A,其行列式记作det(A),可以按照以下公式进行计算:det(A) = Σ(−1)^σ(π_1,π_2,…,π_n)a_{1π_1}a_{2π_2}⋯a_{nπ_n}σ(π_1,π_2,…,π_n)是排列(π_1,π_2,…,π_n)的符号,a_{iπ_i}表示矩阵A的第i行第π_i列的元素,Σ表示对所有可能的排列进行求和。
按照定义式计算行列式需要对所有可能的排列进行求和,计算量较大,对于较大阶的矩阵来说并不实用。
我们通常会采用其他方法来计算行列式。
计算行列式时,我们可以利用其性质来简化计算过程。
行列式有一些基本的性质,如行列式中某一行(列)所有元素都乘以一个数k,行列式的值也要乘以k;行列式中某一行(列)元素乘以某个数加到另一行(列)上去后,行列式的值不变等。
利用这些性质,我们可以通过变换行列式中的元素或行列式本身,从而简化计算过程。
对于一个3阶矩阵A,我们可以利用做行列变换将其变换为上三角矩阵,这样计算其行列式就会变得非常简单。
具体地,我们可以通过交换行或列,将矩阵A变换为上三角矩阵,然后利用上三角矩阵的行列式的性质求解行列式的值。
三、按矩阵的余子式和代数余子式计算行列式:对于一个n阶矩阵A,其(i,j)位置的余子式M_{ij}定义为将A的第i行第j列划去后,剩下的元素按原来的次序组成的(n-1)阶行列式。
即M_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot \det(A_{ij})其中A_{ij}是将矩阵A的第i行第j列元素划掉后得到的(n-1)阶子式矩阵。
矩阵的代数余子式A_{ij}定义为A_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij}。
行列式的几种计算方法
行列式的几种计算方法
空格
行列式是线性代数的基本概念,它具有重要的应用价值。
它的计算方法也有很多,下面主要介绍几种行列式计算的方法。
一、展开式法
把行列式的每一行的元素乘以其所在的代数余子式的值,再将所有的积相加,得到的结果就是行列式的值。
这种方法理论上可以计算任何n阶的行列式,但当n阶较大时,展开比较繁琐,耗时也较长。
二、余子式法
计算第i行列式的方法是:取行列式的第i行,取其余行,去掉第i列,再找出这些行的代数余子式,再将每一行所对应的代数余子式乘以该行第i位置上的元素,再将所有的乘积之和,得到的结果就是行列式的值。
三、乘法法
若用行列式的乘法法来计算三阶行列式,则将行列式的三行分别乘以它们的代数余子式,将结果相加。
其中要用到符号乘,只要熟悉符号乘的规则,就可以简单地进行计算。
四、分块法
分块法是将行列式分解成几个临时的小行列式,再用余子式或展开式算出小行列式的值,再将小行列式的值按一定的规则组合起来,就得到原行列式的值了。
分块法优点是计算过程不复杂,缺点是分解成的小行列式的值计算比较复杂。
五、行变换法
用行变换法计算行列式的方法是:先将行列式的几行或几列进行线性变换,使行列式某一行或某一列为0,再将变换后的行列式化简为方阵或三角阵,再求解,之后再换回原行列式,则可以得出原行列式的值。
以上就是常用的几种行列式计算方法,不同的方法各有优劣,使用者可根据具体情况选择合适的方法用于行列式计算。
#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。
线性代数技巧行列式的计算方法
线性代数技巧行列式的计算方法行列式是线性代数中重要的概念,它是一个数,可以用来描述矩阵的性质。
在计算行列式时,可以使用不同的方法,如拉普拉斯展开、余子式法、矩阵分解等。
下面我将详细介绍三种常用的行列式计算方法。
1.拉普拉斯展开法拉普拉斯展开法是计算行列式最常用的方法之一、对于一个n阶方阵A,它的行列式可以用下式计算:det(A) = a1jC1j + a2jC2j + ... + anjCnj其中,a1j、a2j、..、anj 表示第1行、第2行、..、第n行的第j 列元素,C1j、C2j、..、Cnj 表示第1行、第2行、..、第n行的第j列的余子式。
在计算过程中,我们可以选择第i行或第j列,将行列式分成两个更小的行列式,然后递归计算这两个行列式的值。
这种方法的计算复杂度为O(n!),在计算较大的行列式时效率较低。
2.余子式法余子式法是计算行列式的另一种常用方法,它的基本思想是利用代数余子式的概念来计算行列式。
对于一个n阶方阵A,它的行列式可以用下式计算:det(A) = a11A11 + a12A12 + ... + a1nAn其中,a11、a12、..、a1n表示第1行的各个元素,A11、A12、..、An表示对应元素所在的代数余子式。
代数余子式的计算公式如下:Ai = (-1)^(i+1) × det(Mi)其中,Mi表示去掉第1行和第i列之后的(n-1)阶方阵。
通过递归计算,可以将大的行列式转化为多个小的行列式的计算,从而提高计算效率。
3.矩阵分解法矩阵分解法是一种便捷的计算行列式的方法。
对于特殊的矩阵,如三对角矩阵、上(下)三角矩阵、对角矩阵等,可以通过矩阵的分解来简化行列式的计算。
例如,对于上(下)三角矩阵A,它的行列式等于主对角线上的元素相乘:det(A) = a11 × a22 × ... × ann这种方法的计算复杂度为O(n),适用于这类特殊矩阵。
线性代数行列式计算方法总结
线性代数行列式计算方法总结在线性代数中,行列式是一个非常重要的概念,它在矩阵运算和线性方程组的求解中起着至关重要的作用。
本文将总结一些常见的行列式计算方法,希望能够帮助读者更好地理解和运用线性代数中的行列式。
1. 代数余子式法。
代数余子式法是一种常见的计算行列式的方法。
对于一个n阶矩阵A,它的行列式可以通过以下公式来计算:det(A) = a11A11 + a12A12 + ... + a1nA1n。
其中,a11, a12, ..., a1n是矩阵A的第一行元素,A11, A12, ..., A1n分别是对应元素的代数余子式。
代数余子式的计算方法是先将对应元素所在的行和列去掉,然后计算剩下元素构成的(n-1)阶矩阵的行列式,再乘以对应元素的符号(正负交替)。
通过递归的方式,可以计算出整个矩阵的行列式。
2. 克拉默法则。
克拉默法则是一种用于求解线性方程组的方法,它也可以用来计算行列式。
对于一个n阶方阵A,如果它的行列式不为0,那么可以通过克拉默法则来求解它的逆矩阵。
逆矩阵的元素可以通过矩阵A的各个元素的代数余子式和行列式的比值来计算。
虽然克拉默法则在实际计算中并不常用,但它对于理解行列式的性质和逆矩阵的计算方法有一定的帮助。
3. 初等行变换法。
初等行变换法是一种通过对矩阵进行一系列行变换来简化行列式计算的方法。
这些行变换包括交换两行、某一行乘以一个非零常数、某一行加上另一行的若干倍。
通过这些行变换,可以将一个矩阵化简为上三角形矩阵或者对角矩阵,从而更容易计算它的行列式。
需要注意的是,进行行变换时要保持行列式的值不变,即每一次行变换都要乘以一个相应的系数。
4. 特征值法。
特征值法是一种通过矩阵的特征值和特征向量来计算行列式的方法。
对于一个n阶矩阵A,它的行列式可以表示为其特征值的乘积。
通过计算特征值和特征向量,可以得到矩阵A的行列式的值。
特征值法在实际计算中比较复杂,但它对于理解矩阵的性质和特征值分解有一定的帮助。
行列式的计算方法总结
行列式的计算方法总结行列式是线性代数中的重要概念,它在矩阵理论、方程组求解、向量空间等许多领域都有广泛的应用。
计算行列式的方法有很多种,下面我们来总结一下常见的计算行列式的方法。
1.代数余子式法:代数余子式法是计算行列式的一种经典方法。
对于n*n阶行列式A,可以按照第一行(或第一列)的元素展开得到n个代数余子式,然后按照代数余子式定义计算行列式。
具体步骤如下:(1)选择行列式A的第一行(或第一列)的所有元素,记作a11,a12,...,a1n。
(2)计算n个代数余子式,第i个代数余子式记作A(i,1)(或A(1,i))。
A(i,1)等于元素a1i所在行与列组成的n-1阶子行列式的行列式值。
(3)用代数余子式计算行列式,行列式的值等于各代数余子式与元素a1i的乘积之和:det(A) = a11*A(1,1) - a12*A(2,1) + a13*A(3,1) - ... + (-1)^(n+1)*a1n*A(n,1)。
2.拉普拉斯展开法:拉普拉斯展开法也是计算行列式的一种常用方法。
具体步骤如下:(1)选择行列式A的其中一行(或其中一列),记作第k行(或第k列)。
(2)计算代数余子式,第i行第j列元素所对应的代数余子式记作A(i,j)(或A(j,i))。
A(i,j)等于元素aij所在行与列组成的n-1阶子行列式的行列式值。
(3)用代数余子式计算行列式,行列式的值等于各代数余子式与元素aij的乘积之和:det(A) = a1k*A(1,k) - a2k*A(2,k) + a3k*A(3,k) - ... + (-1)^(k+1)*ank*A(n,k)。
3.克莱姆法则:克莱姆法则是计算线性方程组的一个重要方法,也可以用来计算行列式。
对于n个未知数的n个线性方程组Ax = b,其中A是一个n*n阶矩阵,x和b都是n维列向量。
如果矩阵A是非奇异的(即行列式det(A)≠0),则可以用克莱姆法则求解方程组。
具体步骤如下:(1)将线性方程组的系数矩阵A按列分成n个子矩阵A1,A2,...,An,其中第i个子矩阵Ai将系数矩阵A的第i列替换为等号右边的向量b。
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 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 nnnn 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 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 b a bb D 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)]000b b 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。
线性代数行列式计算方法总结
线性代数行列式计算方法总结线性代数是数学的一个分支,研究向量空间与线性映射的代数理论。
行列式是线性代数中重要的概念之一,用于判断线性方程组的解的存在与唯一性,以及计算线性变换的特征值与特征向量等。
本文将介绍线性代数中行列式的计算方法,并总结为以下几种常见的方法。
方法一:定义法行列式的定义是一个很重要的概念,也是计算行列式的基础。
对于一个n阶方阵A,它的行列式表示为|A|或det(A),定义为n个行向量或列向量所组成的n维向量空间的基向量所构成的平行多面体的有向体积。
根据这个定义,我们可以通过构造平行多面体来计算行列式的值,方法即是代数余子式展开法。
方法二:对角线法则对角线法则是计算2阶或3阶方阵行列式的简易方法。
对于2阶方阵A,其行列式的值等于主对角线上元素的乘积减去副对角线上元素的乘积;对于3阶方阵A,其行列式的值等于主对角线上元素的乘积与副对角线上元素的乘积之差。
此方法适用于小规模方阵的计算。
方法三:按行展开法按行展开法是计算n阶方阵行列式的一种常用方法。
对于一个n阶方阵A,选择其中一行(通常选择第一行)展开,即将该行中的元素与所在行和列上排列的剩余元素分别构成n-1阶的方阵,然后将其乘以对应元素的代数余子式,最后再按正负号相间相加得到行列式的值。
按行展开法在计算大规模方阵的行列式时,不仅简化了计算过程,还可以通过递归的方式实现。
方法四:按列展开法按列展开法与按行展开法类似,只是选择展开的对象变为一列。
选择第j列展开,则将该列中的元素与所在行和列上排列的剩余元素分别构成n-1阶的方阵,然后将其乘以对应元素的代数余子式,最后再按正负号相间相加得到行列式的值。
方法五:性质法行列式具有一系列的性质,可以根据这些性质来简化行列式的计算过程。
这些性质包括行列对换,相同行列的元素倍加,行列式放缩等。
利用这些性质,我们可以通过对行列式进行简单的变换,使其更容易计算,例如将行列式转化为上三角形矩阵,然后直接求解主对角线上元素的乘积即可。
行列式计算方法
行列式计算方法行列式的计算是线性代数中的重要内容,有以下几种常用的方法:1. 代数余子式法:给定一个n阶矩阵A,取A的第i行第j列元素a_ij为基准,计算它的代数余子式A_ij的值。
代数余子式的定义是,在A中划去第i行和第j列后,剩余元素构成的(n-1)阶子矩阵的行列式。
然后,根据代数余子式的符号规律,求得A_ij*(-1)^(i+j),再将所有的代数余子式乘以对应位置的元素,再求和即可得到行列式的值。
2. 拉普拉斯展开法:选择A的任意一行或一列,例如第i行,根据拉普拉斯展开定理,将行列式的计算转化为n个(n-1)阶行列式的计算,然后依次递归地计算(n-1)阶行列式,最后累加得到行列式的值。
3. 对角线法则:对于一个n×n的矩阵A,按照对角线上的元素(从左上角到右下角)出现的顺序,将对应的元素乘积相加,再减去按照对角线下方的元素(从左上角到右下角)出现的顺序,将对应的元素乘积相加。
这个过程可以用一个式子来表示:det(A) = a_11 * a_22 * ... * a_nn - a_21 * a_32 * ... * a_n1。
4. 公式法:对于一个3阶矩阵A,可以利用公式来计算行列式的值。
行列式的计算可以表示为:det(A) = a_11 * a_22 * a_33+ a_12 * a_23 * a_31 + a_13 * a_21 * a_32 - a_31 * a_22 * a_13 - a_32 * a_23 * a_11 - a_33 * a_21 * a_12。
对于4阶及以上的矩阵,复杂度较高,通常情况下不会直接使用公式法计算,而是选择其他方法。
以上是几种常用的求行列式的方法,不同的方法适用于不同的情况,在实际计算中可以根据需要选择合适的方法来求解。
线性代数计算行列式的一些技巧
把上面右端行列式第2行加到第1行,再从第1行
中提取公因子a b c d,得
D4 (a b c d )(a b c d ) 110
dc ac bc, cd bd ad
再将第2列减去第1列,得 D4 (a b c d )(a b c d )
x14 x24 x34 x44
11111
x1 x2 x3 x4 y f ( y) x12 x22 x32 x42 y2
x13 x23 x33 x43 y3 x14 x24 x34 x44 y4
11111 x1 x2 x3 x4 y f ( y) x12 x22 x32 x42 y2 x13 x23 x33 x43 y3 x14 x24 x34 x44 y4
cos 1
0 L0 0
1 2cos 1 L 0 0
0
Dn L
1 2cos L 0 0
L
L LL L
0
0
0
0
0 LL 1
0 L 1 2cos
cos n .
证 对阶数n用数学归纳法
因为D1 cos ,
cos
D2 1
1
cos 2
2cos2
1 cos 2 ,
Dn-αDn-1=βn Dn-βDn-1=αn 当α≠β时,将上两式的两边分别乘以β、α ,然后相减得
n1 n1 Dn .
当α= β时,对Dn-αDn-1=αn使用递推法
Dn =αn+ αDn-1=αn+α[αn-1+ αDn-2] =2αn+ α2Dn-2=…=(n-2)αn+ αn-2D2 =(n-2)αn+ αn-2 3α2=(n+1)αn.
行列式的计算方法和技巧大总结
行列式的计算方法和技巧大总结行列式是线性代数中的一个重要概念,用于表示线性方程组的性质和解的情况。
在计算行列式时,有许多方法和技巧可以帮助我们简化计算过程。
以下是行列式计算方法和技巧的大总结。
1. 二阶矩阵行列式:对于一个2x2的矩阵A,行列式的计算方法是ad-bc,其中a、b、c和d分别为矩阵A的元素。
2. 三阶矩阵行列式:对于一个3x3的矩阵A,行列式的计算方法是a(ei-fh) - b(di-fg) + c(dh-eg),其中a、b、c、d、e、f、g和h分别为矩阵A的元素。
3.行变换法:行变换是一种常用的简化计算行列式的方法。
行变换可以通过交换行、倍乘行和行加减法三种操作来实现。
当进行行变换时,行列式的值保持不变。
4.行列式的性质:行列式有以下性质:a)交换行,行列式的值相反;b)两行交换位置,行列式的值相反;c)同行相等,行列式的值为0;d)其中一行乘以一个数k,行列式的值变为原来的k倍;e)两行相加(减),行列式的值保持不变。
5.定义展开法:行列式的定义展开法可以通过选取任意一行或一列对行列式进行展开。
展开定理是一种递归的方法,它将一个复杂的行列式分解成若干个简单的行列式,从而简化计算过程。
6.三角矩阵行列式:对于一个上(下)三角矩阵,它的行列式等于对角线上的元素相乘。
这是因为在上(下)三角矩阵中,除了对角线上的元素外,其他元素都为0,因此它们的乘积为0。
7.克拉默法则:克拉默法则适用于解线性方程组时的行列式计算。
克拉默法则使用行列式来计算方程组的解。
具体来说,对于n个方程n个未知数的线性方程组,如果系数矩阵的行列式不为零,那么该方程组有唯一解,可以通过求解该方程组的克拉默行列式来得到方程组的解。
8.外积法则:在向量代数中,我们可以使用外积法则计算向量的叉乘。
对于两个三维向量a和b,它们的叉乘可以表示为a×b,它的模就是行列式的值。
具体计算方法是:ijka1a2a3b1b2b3其中,i、j和k是单位向量,a1、a2、a3和b1、b2、b3分别为向量a和向量b的坐标。
行列式的计算技巧与方法总结
行列式的计算技巧与方法总结行列式是线性代数中的重要概念,广泛应用于各个领域,如线性方程组的求解、线性变换的判断等。
在实际应用中,计算行列式是一个必不可少的环节。
本文将对行列式的计算技巧和方法进行总结,以便读者能够更加轻松地解决行列式相关问题。
一、行列式的定义行列式是一个数。
行列式的定义通常有多种不同的形式,其中最常见的是按照矩阵的形式定义的。
对于一个n阶方阵A=(a_ij),其行列式记作det(A),可以通过以下方式计算:det(A) = a_11 * C_11 + a_12 * C_12 + ... + (-1)^(n+1) * a_1n * C_1n其中,C_ij是指元素a_ij的代数余子式。
二、行列式的计算方法1.二阶行列式的计算对于2阶方阵A=(a_11,a_12;a_21,a_22),其行列式可以直接通过以下公式计算:det(A) = a_11 * a_22 - a_12 * a_212.三阶行列式的计算对于3阶方阵A=(a_11,a_12,a_13;a_21,a_22,a_23;a_31,a_32,a_33),可以通过Sarrus法则来计算行列式:det(A) = a_11*a_22*a_33 + a_12*a_23*a_31 + a_13*a_21*a_32 -a_13*a_22*a_31 - a_12*a_21*a_33 - a_11*a_23*a_323.高阶行列式的计算对于n(n>3)阶方阵A,一般采用高斯消元法将矩阵转化为上三角矩阵,然后再计算行列式的值。
具体操作如下:a)对第一列进行第二行、第三行、..、第n行的倍加,使得第一列除了第一个元素外的其他元素都为0。
b)接着在第二列中对第三行、第四行、..、第n行的倍加,使得第二列除了第二个元素外的其他元素都为0。
c)重复以上步骤,直到将矩阵转化为上三角矩阵。
d)上三角矩阵的行列式等于主对角线上的元素相乘。
4.行列式的性质行列式具有以下性质,可以在计算中灵活运用:a)行互换或列互换,行列式的值不变,其符号变为相反数。
行列式计算方法技巧
行列式计算方法技巧行列式是线性代数中的一个重要概念,它在矩阵理论、向量空间和线性变换等方面具有广泛的应用。
计算行列式的方法有很多,下面将介绍几种常用的行列式计算方法技巧。
1.展开法:行列式的展开法是计算行列式的基本方法。
对于一个n阶的行列式,可以选择第一行展开,也可以选择第一列展开。
展开时可以用代数余子式或代数余子式的乘积来表示。
例如,一个3阶行列式的展开公式如下:a11a12a1a21a22a2a31a32a3det(A) = a11·A11 + a12·A12 + a13·A13其中,A11、A12、A13分别是a11、a12、a13的代数余子式。
2.三角行列式法:当行列式矩阵满足特定的条件时,可以利用三角行列式法来简化行列式的计算。
例如,如果一个行列式中的行(列)元素与上一行(列)对应元素的倍数相等,那么这个行列式的值为0。
又如,对于上三角矩阵来说,它的行列式等于对角线上的元素乘积。
3.列变换法:列变换法是一种简化行列式计算的技巧。
对于一个n阶行列式,可以通过进行列变换来简化计算过程。
根据列变换法,可以对行列式进行以下操作:(1)交换两列的位置;(2)用一个非零数乘以列的所有元素;(3)将列的倍数加到另一列上。
利用列变换来简化行列式计算过程,可以减少计算量,提高效率。
4.克莱姆法则:克莱姆法则是一种行列式计算方法,适用于求解线性方程组的解。
对于一个n阶方程组Ax=b,如果方程组的系数矩阵A的行列式值不等于0,那么可以利用克莱姆法则求解方程组的解。
克莱姆法则的基本思想是,对于方程组Ax = b,将矩阵A的第i列换成矩阵b,得到新的矩阵Ai。
通过计算新矩阵Ai的行列式值det(Ai)与矩阵A的行列式值det(A)的比值,可以求得方程组的解。
5.全排列法:全排列法是一种直观的行列式计算方法,适用于小阶行列式。
对于一个2阶行列式和3阶行列式来说,可以通过全排列法来计算行列式的值。
线性代数行列式计算方法总结
线性代数行列式计算方法总结线性代数中,行列式是一个非常重要的概念。
它是一种用于表示线性变换、矩阵和线性方程组性质的数值指标。
在实际应用中,我们常常需要计算行列式的值。
下面将总结一些常用的行列式计算方法。
一、定义法行列式的定义法是最基本的计算方法。
对于一个n阶方阵A=[a[i][j]],其行列式表示为det(A),可以通过如下公式进行计算:det(A) = Σ[(-1)^perm] * a[1][p[1]] * a[2][p[2]] * ... *a[n][p[n]]其中,Σ表示求和,perm表示排列p[1]、p[2]、..、p[n]的所有可能情况。
公式中的(-1)^perm是一个符号因子,当一些排列具有奇数个逆序时,符号为负;当一些排列具有偶数个逆序时,符号为正。
这种方法简单直观,但对于大型的n阶矩阵计算复杂度较高。
因此,我们需要探索一些优化方法。
二、拉普拉斯展开法拉普拉斯展开法也是一种常用的行列式计算方法。
它基于行列式的定义法,并通过将行列式展开为一系列子行列式的和来计算。
对于一个n阶方阵A=[a[i][j]],其行列式表示为det(A),可以通过以下公式进行计算:det(A) = Σ[(-1)^(i+1)] * a[i][j] * det(A[i][j])其中,A[i][j]表示A删去第i行和第j列后的子矩阵。
公式中的Σ表示求和,从j=1到j=n进行累加。
拉普拉斯展开法的优点是可以通过递归地计算子矩阵的行列式来减少计算量,但其复杂度仍然为O(n!),对于大型矩阵仍然不够高效。
三、行变换法行变换法是一种常用的行列式计算方法,通过矩阵的初等行变换将矩阵转化为易于计算的上(下)三角形式,从而求得行列式的值。
对于一个n阶方阵A=[a[i][j]],其行列式表示为det(A),可以通过以下步骤进行计算:1.对A进行初等行变换,将其转化为上(下)三角形形式。
2.计算上(下)三角形矩阵对角线上的元素的乘积,即可得到行列式的值。
行列式计算7种技巧7种手段
行列式计算7种技巧7种手段行列式是线性代数的一个重要研究对象,是线性代数中的一个最基本,最常用的工具,记为det(A).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,它被广泛应用于解线性方程组,矩阵运算,计算微积分等.鉴于行列式在数学各领域的重要性,其计算的重要性也不言而喻,因此,本人结合自己的学习心得,将几种常见的行列式计算技巧和手段归纳于此,供已具有行列式学习基础的读者阅读一.7种技巧: 【技巧】所谓行列式计算的技巧,即在计算行列式时,对已给出的原始行列式进行化简,使之转化成能够直接计算的行列式,由此可知,运用技巧只能化简行列式,而不能直接计算出行列式技巧1:行列式与它的转置行列式的值相等,即D=D T111211121121222122221212nn n n n n nnnn nna a a a a a a a a a a a a a a a a a =技巧2:互换行列式的任意两行(列),行列式的值将改变正负号111212122221222111211212nn n nn n nnn n nna a a a a a a a a a a a a a a a a a =-技巧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的外面11121111212122122122212222112112...nn n n nnnn n n nnn n nna a a a a a ab b b b a a a a a a a a b b b b b a a a b b b =技巧4:行列式具有分行(列)相加性 11121111211112112121212122121t t tn t t n n nt t tn t t tn n n nn n n nn n n nntn a a a a a a a a a b b b b b c c c c b a a a a a a a a a c c +++=+技巧5: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111211112112121212112212t t tnn n s s sn s s sn t t tn n n nnn n n t nt tn a a a a a a a a a a k a k a k a a a a a a a a a a a a a a a +++=技巧6:分块行列式的值等于其主对角线上两个子块行列式的值的乘积11111111111111111111000m m n m mm m n m mm n nnn nmn nna a a ab b a ac c b b a a b b c c b b =技巧7:[拉普拉斯按一行(列)展开定理] 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11(1,2,,)(1,2,,)nnik ik kj kj k k D a A i n a A j n ======∑∑二.7种手段: 【手段】所谓行列式计算的手段,即在计算行列式时,观察已给出的原始行列式或进行化简后的行列式,只要它们符合已知的几种行列式模型,就可以直接计算出这些行列式手段1:对于2阶行列式和3阶行列式,可以直接使用对角线法则进行计算1112112212212122a a a a a a a a =-,111213212223112233122331132132112332122133132231313233a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a =++---手段2:对于4阶以上的行列式,若行列式中有很多元素为零,则根据定义进行计算较为方便,否则较为复杂(常见于计算机程序和数学1212121112121222()1212(1)n n nnn p p p p p np p p p n n nna a a a a a a a a a a a τ=-∑运用数学软件Matlab 按定义计算4阶行列式: >> syms a b c d e f g h i j k l m n o p >> A=[a,b,c,d;e,f,g,h;i,j,k,l;m,n,o,p] A =[ a, b, c, d] [ e, f, g, h] [ i, j, k, l] [ m, n, o, p] >> det(A) ans =a*f*k*p-a*f*l*o-i*a*g*p+i*a*h*o+a*n*g*l-a*n*h*k-e*b*k*p+e*b*l*o+i*e*c *p-i*e*d*o-e*n*c*l+e*n*d*k+i*b*g*p-i*b*h*o-i*f*c*p+i*f*d*o+i*n*c*h-i*n*d*g-m*b*g*l+m*b*h*k+m*f*c*l-m*f*d*k-i*m*c*h+i*m*d*g手段3:上三角行列式,下三角行列式,主对角线行列式,副对角线行列式11121222100n nn ii i nna a a a a a a ==∏ ,112122112000nii i n n nna a a a a a a ==∏,1212()n nλλλλλλ=其余未写出元素均为零,1(1)2212(1)()n n n nλλλλλλ-=-其余未写出元素均为零手段4:若行列式中有两行( 列)对应元素相等,则此行列式的值等于零0a a e i b b f jc c g kd d h l=手段5:若行列式中有一行(列)的元素全为零,则此行列式的值为零00000a e i b f jc g kd h l=手段6:若行列式中有两行(列)元素成比例,则此行列式的值等于零0a ka e i b kb f jc kc g kd kd h l=手段7:范德蒙德(Vandermonde)行列式1222212111112111()nn i j n i j n n n nx x x x x x x x x x x ≥>≥---=-∏三.跟踪训练【解题思路】为了使读者能够巩固前文叙述的7种技巧和7种手段,本人附上一些行列式的习题以供参考.解题时,一般先观察题目所给出的原始行列式,若原始行列式能够用7种手段的其中一种进行计算,则可直接得出答案,否则,一般先利用7种技巧对原始行列式进行化简,使之转化成能够用7种手段的其中一种进行计算的行列式,再得出答案.读者在利用7种技巧时,要注意技巧之间的搭配使用计算下列行列式的值: 习题1:12114318--- 解答:121141182(4)30(1)(1)0132(1)81(4)(1)4318--=⨯⨯+⨯-⨯+⨯-⨯--⨯⨯-⨯-⨯-⨯-⨯-=--[手段1]习题2:0000000000b f d a c e解答: 123412341234()12341234123433112432400000(1)0000004,3,1,4,2,()(3142)3,00000(1)00000p p p p p p p p p p p p b f d a a a a a cep p p p p p p p b f d a a a a abcda ceτττ=-=======-=-∑观察行列式中元素的位置及由级排列中各数不能相等知因此[手段2]习题3:12345678910111213141516解答:21431234113156785171091011129111113141516131151c c c c -=-[技巧5,手段4]习题4:3333333333333333x x x x ---+---+--解答:412213141423333333333333333333333333333313331333133300133300133300133300000ii x x x x x x c c x x x x xx x r r x x x x r r x x xx r r xx x x r r xx x x x=-----+--+-+----+----------+--=-----------↔-=--∑[技巧2,技巧3,技巧5,手段3]习题5:11121314122223241323333414243444a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b解答:1112131412222324132333341424344422232412131412131411233334122333341322232414243444243444243444,a b a b a b a b a ba b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b =-+-按第一列展开1213142223242333341213141213142223242223242434442333342342342121423333412423333412234234,0,(b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b b b b b b b D a a b b a b a b a b a b b a b a b a b a a a a a a a a =-=由于行列式和有两行元素成比例因此值为3234214124233334234222121412434232334243241421124332233423321421123223433414122123)()()()[()()]()()()()(b b b b b a b b a b a b a b a a a a a b b a b b a a b b a a b b a a b a b b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b -=-+--=--+-=---=--323443314111)()()i i i i i a b a b a b a b a b a b ++=--=--∏[技巧7,手段1,手段6]习题6:444443333322222(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)123411111a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ---------------- 解答:432122222533333444444321432122222,111111234(1)(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)111114321(1)(1)(4)(3)(2)(1)(4)aa a a a D a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a +++++++++----=-----------------=-------将行列式上下翻转后再左右翻转不难得3333344444(3)(2)(1)(4)(3)(2)(1)4!3!2!1!288a a a a a a a a a -------==[技巧2,手段7]习题7: 1221100001000000001nn n x x x xa a a a x a -----+解答:111121232212112112121,1000100(1)00011,,,,,,n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n D x D xD a x x D xD a D xD a D xD a D xD a D x a x x x D x a x a x a x a +--------------=+--⇒=+=+=+=+=+=+++++按第一列展开得的递推公式将上述各式的两边分别乘以后全部相加并化简得:[技巧7,手段3]习题8: ()a b a bc d c d其余未写出元素均为零:解答:22(22)2122(1)2(1)2221,23,,2,221,23,,2,000000(1)0()()()n n n n nn n D n n n n n n a b c d abDab c d cdD Dad bc Dad bc D ad bc --------=-==-==-=-将中的第行依此与第行行第行对调再将第列依此与第列列第列对调得[技巧2,技巧6]。
行列式的计算技巧与方法汇总
行列式的计算技巧与方法汇总行列式是线性代数中非常重要的概念,它在许多数学和科学领域中都有广泛的应用。
本文将汇总一些行列式的计算技巧和方法,帮助读者更好地理解和运用行列式。
一、定义和符号行列式是一个数,是由方阵中的元素按照特定的规则计算而得到的。
行列式通常用两种符号表示,分别是方括号和竖线。
例如,一个3x3的矩阵A的行列式可以表示为det(A),或者用竖线表示为,A。
二、一阶和二阶行列式的计算一阶行列式是一个1x1的矩阵,只有一个元素。
计算一阶行列式非常简单,即该元素本身。
二阶行列式是一个2x2的矩阵,如下所示:abcd计算二阶行列式的方法是将对角线上的两个元素相乘,并将结果减去另外两个元素的乘积。
即det(A) = ad - bc。
三、三阶行列式的计算三阶行列式是一个3x3的矩阵,如下所示:abcdefghi计算三阶行列式的方法是按照下面的规则计算:1.将每个元素与其相交的两个行和两个列组成的2x2矩阵的行列式相乘。
2.第一行的元素与第二行和第三行组成的2x2矩阵的行列式相乘,再加上第二行和第三行组成的2x2矩阵的行列式与符号相反。
3.将这些结果相加得到最终的行列式。
四、高阶行列式的计算对于高阶行列式,计算的方法和三阶行列式类似,也是按照逐步展开的方式计算。
五、行列式的性质行列式具有以下几个重要的性质:1.行列互换性质:交换行的位置,行列式的值不变。
2.列列互换性质:交换列的位置,行列式的值不变。
3.行列式的倍数性质:将行的倍数乘以一个数,行列式的值也乘以这个数。
4.行列式的零行性质:如果行列式的其中一行全为0,则行列式的值为0。
5.行列式的行之和性质:如果行列式的其中一行的各元素都是两个数之和,那么行列式的值可以分拆成两个行列式之和。
6.行列式的行之差性质:如果行列式的其中一行的各元素都是两个数之差,那么行列式的值可以分拆成两个行列式之差。
利用这些性质,我们可以简化行列式的计算。
六、行列式的性质之递推关系行列式的递推关系是行列式计算的重要方法之一、具体来说,如果矩阵A的第k列元素全为0,那么det(A)可以根据矩阵A去掉第k列得到一个更小的矩阵来计算。
行列式的计算方法
行列式的计算方法行列式是线性代数中重要的概念和计算方法之一,可以用于解线性方程组、求特征值和特征向量等问题。
行列式的计算方法有多种,包括按定义展开式法、初等变换法和特殊行列式计算法等。
下面将详细介绍这些方法。
1. 定义展开式法行列式的定义展开式法是一种通过递归计算的方法。
对于一个2×2的行列式A= [a b; c d],其行列式的计算公式为:|A| = ad - bc。
对于一个3×3的行列式A= [a b c; d e f; g h i],可以通过以下公式计算行列式:|A| = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg)这个方法的缺点是计算步骤繁琐,计算复杂度高,所以对于高阶的行列式往往不适用。
2. 初等变换法初等变换是指对行列式的某两行(列)进行加减乘除等操作,可以改变行列式的值,但保持行列式的性质。
通过进行初等变换,将原始的行列式变换为一个上三角矩阵的行列式,即只有主对角线以下的元素全为0。
这样,行列式就可以简化为:|A| = a11 * a22 * … * ann,其中a11、a22、…、ann分别为上三角矩阵的对角线上的元素。
由于初等变换不改变行列式的值,我们可以根据这个特性进行计算。
例如,对于一个3×3的行列式A= [a b c; d e f; g h i],首先使用初等变换将矩阵变换为上三角矩阵:对第三行乘以a11,然后第三行减去第一行的a13倍,再将第二行减去第一行的a12倍:[a b c; d e f; g h i] -> [a b c; d e f; 0 h i - g*a11]接着对第三行进行初等变换将第三行的元素变为0:[a b c; d e f; 0 h i - g*a11] -> [a b c; d e f; 0 h i - g*a11 - h*a22]最终得到的上三角矩阵为:[a b c; d e f; 0 0 i - g*a11 - h*a22]根据行列式的性质,我们可以得出:|A| = a * e * (i - g*a11 - h*a22)= e * (ai - ag*a11 - ah*a22)= e * i - e * (g*a11 + h*a22) + e * ag*a11 + e * ah*a22这样,行列式的计算就变为了替代计算。
计算行列式常用的7种方法
计算行列式常用的7种方法行列式是线性代数中的重要概念,用于描述线性方程组的性质和解的情况。
在计算行列式时,有多种方法可供选择,下面将介绍行列式的常用计算方法。
1.代数余子式展开法代数余子式展开法是计算行列式的最常用方法之一、对于n阶行列式,可以选择其中的任意一行或一列展开。
选择一行展开时,可以使用代数余子式,即将每一元素乘以其代数余子式后再求和。
例如,对于3阶行列式\(\begin{bmatrix}a & b & c\\ d & e & f\\ g & h &i\end{bmatrix}\)选择第一行展开,计算行列式的值为\(aA_{11} - bA_{12} +cA_{13}\),其中\(A_{ij}\)表示第i行第j列元素的代数余子式。
类似地,可以选择列展开,使用代数余子式计算行列式的值。
2.初等变换法初等变换法是计算行列式的另一种常用方法。
通过一系列的行变换或列变换,将行列式转化为三角形矩阵或对角矩阵。
对于三角形矩阵,行列式的值即为对角线上元素的乘积;对于对角矩阵,行列式的值即为对角线上元素的乘积。
初等变换包括行交换、行缩放和行加减,可以有效地简化行列式的计算过程。
3.拉普拉斯展开法拉普拉斯展开法是计算行列式的一种常用方法,适用于任意阶的行列式。
选择其中的一行或一列展开,将行列式拆解为一系列子行列式的乘积。
每个子行列式的阶数比原行列式小1,可以继续进行递归的计算。
拉普拉斯展开法可以使用代数余子式进行计算,也可以利用构造矩阵的方式计算。
4.三对角矩阵法三对角矩阵法适用于计算特殊形式的行列式,即矩阵中除了对角线和相邻对角线上的元素外,其他元素都为0的情况。
计算三对角矩阵的行列式可以通过逐步化简为二阶或一阶行列式进行计算。
这种方法可以加速计算过程,特别适用于较大阶数的行列式。
5.特殊行列式法对于特殊形式的行列式,例如范德蒙行列式、希尔伯特行列式等,可以利用其特殊性质进行计算。
- 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)。
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 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 = 0.3.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 Dbb 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 b ab b D 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)]000b b 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。
例4 计算n 阶行列式0001000000000001000n 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)nn n n a a+-=+--2n n a a-=-.5.递推公式法递推公式法:对n 阶行列式D n 找出D n 与D n -1或D n 与Dn -1, D n -2之间的一种关系——称为递推公式(其中D n , D n -1, D n -2等结构相同),再由递推公式求出D n 的方法称为递推公式法。
例5 证明1221100001000001n nn n xx D x a a a a a x----=-+ 12121,(2nn n n n x a xa xa x a n ---=+++++≥证明:将D n 按第1列展开得123211000010001n n n n x xD xx a a a a a x-----=-+1100010(1)1n nx a x+--+--1n n a xD -=+由此得递推公式:1n n n D a xD -=+,利用此递推公式可得112()n n n n n n D a xD a x a xD ---=+=++212n n n a a x x D --=++111n n n n a a x a x x --==++++6.利用范德蒙行列式 例6 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1222212111112111()n n i j n i j n n n nx x x D x x x x x x x x ≥>≥---==-∏例2 计算1n +阶行列式122111111111122122222222122111111111n n n n n n n n n n n 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 aa baba bb---------++++++++=.其中1210n a aa +≠.解 这个行列式的每一行元素的形状都是n k k i i a b -,k =0,1,2,…,n .即i a 按降幂排列,i b 按升幂排列,且次数之和都是n ,又因0ia≠,若在第i 行(i =1,2,…,n )提出公因子nia ,则D 可化为一个转置的范德蒙行列式,即()211111122221212222111111111111111.nnn n n n nn n n n n n n j n i ii j i n i j iji j j i n b b b a a a b b b D a aaa a ab b b a a a b b a a a b aa b ++++++++=<+<+⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭=-∏∏∏≤≤≤≤7.加边法(升阶法)加边法(又称升阶法)是在原行列式中增加一行一列,且保持原行列式不变的方法。
例7 计算n 阶行列式12121212n n n nnx a a a a x a a D a a a a a x a ++=+解: 110nn na a D D =1211002,,11001n i a a a x i n x x-=+--第行减第1行(箭形行列式)12110000000nj n j a a a a xx x x=+=∑11n j nj a x x =⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑例3 计算n (n ≥2)阶行列式1231111111111111111n na a D a a ++=++,其中120n a a a ≠.解 先将nD 添上一行一列,变成下面的1n +阶行列式:1121111011101110111n na D a a ++=++.显然,1n n D D +=.将1n D +的第一行乘以1-后加到其余各行,得112111110001101n na D a a +-=+-.因0ia≠,将上面这个行列式第一列加第i (2i =,…,1n +)列的11i a -倍,得:1112212112111111111110000100000100001 1001 1 ni in nni i n nn i i a a a a a a a a a a a a a a a ===+--=-⎛⎫=+ ⎪⎝⎭⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑∑∑,故12111nn n i i D a a a a =⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑8.数学归纳法 例8 计算n 阶行列式12211000010001n nn n x xD x a a a a a x----=-+解:用数学归纳法. 当n = 2时212211()x D x x a a a x a -==+++ 212x a x a =++假设n = k 时,有12121k k k k k k D x a x a x a x a ---=+++++则当n = k +1时,把D k +1按第一列展开,得11k k k D xD a ++=+ 1111()k k k k k x x a x a x a a --+=+++++ 12111k k k k k x a x a x a x a +-+=+++++由此,对任意的正整数n ,有12121n n n n n n D x a x a x a x a ---=+++++9.拆开法把某一行(或列)的元素写成两数和的形式,再利用行列式的性质将原行列式写成两行列式之和,使问题简化以利计算。
例9 计算行列式n D =11212212n n n na a a a a a a a a λλλ+++解:n D =1212212n nn n a a a a a a a a a λλ++122200n nn na a a a a λλλ+++122000n nna a a a λλ=11n D λ-+1211n n a D λλλ-=+……1211ni n i i a λλλλ=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑例4 计算n (n ≥2)阶行列式111212122212121212n n n n n n nx y x y n x y x y x y n x y D x y x y n x y ++++++=+++.解 将nD 按第一列拆成两个行列式的和,即1211112122221222212122122122n n n n n n n nn n n nx y n x y x y x y n x y x y n x y x y x y n x y D x y n x y x y x y n x y ++++++++=+++++.再将上式等号右端的第一个行列式第i 列(2i =,3,…,n )减去第一列的i 倍;第二个行列式提出第一列的公因子1y ,则可得到12111212222222122111222211212121212 .12n n n n n n n nnn n nnnn nx y x y x x y n x y x y x y x x y n x y D y x y x y x x y n x y x x x n x x x n y y y x x x n++++=+++=+当n ≥3时,0nD=.当2n =时,()()221212D xx y y =--.上面介绍了计算n 阶行列式的常见方法,计算行列式时,我们应当针对具体问题,把握行列式的特点,灵活选用方法。