线性代数各知识脉络图

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线性代数各知识脉络图

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

一、行列式

知识结构网络图

概念

性质

展开式

计算

证明

0A =

应用

经转置行列式的值不变; 某行有公因数k ,可把k 提到行列

不同行、不同列的n 个1n

n ik ik

k D a A ==∑(按i 行展开) 1

n n kj kj

k D a A ==∑(按j 行

余子式、

给定(i ,j )

未给定(i ,j )化三角形-加边法、爪

用行列式性质计算; 克拉默法则;

判断方阵的可逆,利用伴随几

()n n R n

0是方阵A 的特征值;

行列式是线性代数中的重要工具,在求解线性方程组、求逆矩阵、判断向量组的线性相关性、求矩阵的特征值、判断二次型的正定性等方面都要用到.本章的重点是应用行列式的性质和展开定理计算行列式.行列式的计算除了利用性质及展开定理外,还有三角化法、升阶法、递推法和数学归纳法等,计算方法多,技巧性强,这是难点所在.要掌握好这些方法,首先必须具体分析所求行列式元素分布的规律,针对其特点采取适当的方法;其次是要注意总结、积累经验,不断提高运算能力.

行列式的性质

【例】:已知531,252,234都是9的倍数,利用行列式的性质(而不是展开),证明522

3

53124

也是9的倍

数。

解答:522

3

53124231321010r r ,r r ++522

35353125223413

9r 522

9353582726

【例】:如果除最后一行外,从每一行减去后面的一行,而从最后一行减去原先的第一行,问行列式值如何变化?

解答:设原行列式为

⎪⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=n A ααM 1det ,则新的行列式为⎪⎪⎪

⎪⎪⎪⎭

⎝⎛----=-113

221det ααααααααn n n B M

, ()00,,3,2det 11321113221=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭

⎝⎛---=+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=--ααααααααααααααn n n i n n n n i r r B M

ΛM

特殊行列式

1、(主)对角行列式、上(下)三角行列式

11

11

11111122

112222111

1111n

ii

i nn

nn

nn

a a a a a a a a a a a a a a a a ===

=∏L L

O

M M O O

M L

2、(次)对角行列式、上(下)三角行列式

()

()12

11111121221

2121

1

11

1

1

1n n n

n

n n n

,n ,n

,n ,n ii

i n n,n nn n n a a a a a a a a a a a

a a a a a ----=-=

==-∏L

L N N M N L

3、分块三角行列式 形式简记为:

*=

=⨯*

A O A A

B B

O B

()

1k n

⨯*=

=-⨯*

O A A

A B B

B O

4、范德蒙德行列式

()21111211

212222

222121212111111

112

1

121111111,,,11n n n n n n n n n n n n n n n n n n n

n n 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 --------------==L L L L L L M M M M M M M M L L

L

()()121

,,,n i

j

n i j f x x x x x ≥>≥=-∏L ()()()()()121

3

21121

21

11

,,,n n

j n j j j n j n j j j f x x x x

x x

x x

x x x --≥≥-≥≥≥≥≥≥=

-⋅

---∏∏∏∏L L

()()()()1221n n n n n n x x x x x x x x --=----L

()()()()

()()()

12131211323121n n n n n n x x x x x x x x x x x x x x -------------L L

认识范德蒙德行列式

可以将n 阶范德蒙德行列式看成式关于n 个变量12,,,n x x x L 的函数,即()12,,,n n D f x x x =L 。此种类型行列式具有如下三个特点:

○1从列的角度看:第j 列元素从上到下依次为同一个变量j x 的零次幂、1次幂、…、n -1次幂,1,2,,j n =L ; ○2从行的角度看:第i 行元素是从左往右依次为12,,,n

x x x L 的i -1次幂,1,2,,i n =L ○3从结果看:()()121

,,,n

i j n i j f x x x x x ≥>≥=-∏L 是关于变量12,,,n x x x L 的()1

12n n -次齐次函数;而且该齐次函数可以分解为

()1

12

n n -个一次因式()i j x x -之积,

其中1n i j ≥>≥,即脚标大者与脚标小者之差。(说明:i 可以取值为1,2,,n L ,例当i 取值为4时,j 只可以取值为3、2、1,即区间[]1,1i -中的每一个整数)

当给定具体的范德蒙德行列式时,可能变量采用不同的名称,或者是已经赋予具体的值。 参见“范德蒙德行列式专辑”

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