线性代数之行列式的性质和计算
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第二节 行列式的性质与计算 §2.1 行列式的性质
考虑11
12121
22
212
n n n n nn
a a a a a a D a a a =
将它的行依次变为相应的列,得
11
21112
22212n n T
n
n
nn
a a a a a a D a a a =
称T D 为D 的转置行列式 .
性质1 行列式与它的转置行列式相等.(T D D =)
事实上,若记1112
12122212
n n T n n nn
b b b b b b D b b b =
则(,1,2,
,)ij ji b a i j n ==
12
12
()
12(1)n n p p p T p p np D b b b τ∴=-∑12
12()
12(1).n n p p p p p p n a a a D τ=-=∑
说明:行列式中行与列具有同等的地位, 因此行列式的性质凡是对行成立的结论, 对列也同样成立.
性质2 互换行列式的两行(i j r r ↔)或两列(i j c c ↔),行列式变号.
例如 123
123086351.351
086
=- 推论 若行列式D 有两行(列)完全相同,则0D =. 证明: 互换相同的两行, 则有D D =-, 所以0D =.
性质3 行列式某一行(列)的所有元素都乘以数k ,等于数k 乘以此行列式,即
111211112
112121
2
1
2
n
n i i in i i
in n n nn
n n nn
a a a a a a ka ka ka k a a a a a a a a a = 推论:(1) D 中某一行(列)所有元素的公因子可提到行列式符号的外面;
(2) D 中某一行(列)所有元素为零,则0D =;
性质4: 行列式中如果有两行(列)元素对应成比例, 则此行列式等于零.
性质5: 若行列式某一行(列)的所有元素都是两个数的和,则此行列式等于两个行列式的和.这两个行列式的这一行(列)的元素分别为对应的两个加数之一,其余各行(列)的元素与原行列式相同 .即
1112111221
2
n i i i i in
in n n nn
a a a a
b a b a b a a a +++=1112
112
12
n i i in n n nn
a a a a a a a a a +11
12112
12
n i i in n n nn
a a a
b b b a a a . 证: 由行列式定义
12
12()
12(1)()n i i n p p p p p ip ip np D a a a b a τ=-+∑
12
12
12
12()
()
1212(1)(1).n n i
n i n p p p p p p p p ip np p p ip np a a a a a a b a ττ=-+-∑∑
性质6 行列式D 的某一行(列)的各元素都乘以同一数k 加到另一行(列)的相应元素上,行列式的值不变()i j
r kr D D +=,即
11121121
2
i j
n
r kr i i in n n nn
a a a a a a a a a +=11121112
2
1
2
n i j i j in jn n n nn
a a a a ka a ka a ka a a a +++ 计算行列式常用方法: 利用性质2,3,6, 特别是性质6把行列式化为上(下)三角形行列式, 从而, 较容易的计算行列式的值. 例1: 计算行列式
2
324311112321311(1)(2)
323411310425
1113D --=
-
解: 2112
31
23123212
3223240188(1)323
4
0862
4
25
4
2
5
r r r r r r D +↔-----=-
-
----=
433241
30858
4123212
320188
018
8
0058620058621430
3037
29
r r r r r r -
++-----
-=
=
143
[1(1)58]28629
=-⨯-⨯⨯=. 4
12
1
2,3,466661111111113111311
0200
(2)6
6
1131113100201113
1113
0002
i
i i r r r r i D
=+
-=∑
==
=6(1222)48=⨯⨯⨯⨯=.
此方法称为归边法. 例2: 计算n 阶行列式
1211
1
111(1)(2)1
1
1(0,1,2,
,)
n n n i a x a a a a x a D D a
a
a
x
a i n ++=
=
+≠=
解: (1)
1112132,3,1
1111
000
i r r n
i n
n a a a D a a a a -=+---=
221
11111100100
01
n
n
a a a a a -=+-(箭形行列式)
112231
2
2,3,,1
111000
i
i
n
c c i i
a n i n
n
a a a a a a a +==++∑
=
2312
12
21
1
1(1)(1)n
n
n n n i i i
i
a a a a a a a a a a a ===++=+∑∑
(2) 注意到行列式各行元素之和等于(1)x n a +-,有
12,3,,(1)(1)(1)i c c n
i n
x n a
a a x n a x a D x n a
a
x
+=+-
+-+-=
11[(1)]
1
a a x a x n a a
x
=+-