范德蒙行列式的证明及其应用

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科教 文化
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范德 蒙行列式的证 明及其应用
何江妮
( 新疆财经大学 应 用数 学学院 , 新疆 乌鲁木齐 8 0 1 ) 3 0 2 摘 要 : 用递推 法及余 式定理证明范口 蒙行列式 , 利 并通过例题介绍 范德 蒙行 列式在行 列式计算 中的应 用, 总结一些利 用范德蒙行 列式计算行列式的技巧 , 拓展解题思路 , 而提 高学习行列式的兴趣 。 从 关键 词 : 行列式 ; 范德 蒙行列 式; 证明 ; 应用 行列 式的计算是线性代数学 习中的一个重 点 ,也是一个难点 。 R U 同时又是研究生入学考试 中必 出现的一类 题 , 行列式 的计算方 法多 D =a 4 X(4 X ( 一 3 3 X)3 X ( 一 j a兀 ( — , 4 t 一 1 一 2 ) 一 2 一 1 2 ) 1 J<l 4 ) ) )4 ( ( ) = I ≤ 种多样 , 灵活多变。 中范德 蒙行列式 是一种重要 的行列式 , 其 在行列 其中a是待定的常数。原行列式展开式中有—项 X 34 是主对角 2 23 X X( 式的计算 中起着不可低估 的作用 。 在行列式 的计算 中可 以把一些特 , t- X 22 殊 的或类 似于范德蒙行列式 的行列式 转化 为范德 蒙行列式来计算 , 元 的乘积 )又1 ‘ - /的展开式中也有一项 x) 二者系数相 同, , , 而这是行列式计算过程 中一种不 易掌握 的方法 , 本文通过几个 例题 故 , 得 D= 4 ( 台) 来 阐述 一 些解 题 技 巧 。 2 范德 蒙行列式的应用 ~ √ 一 . 一 1范 德蒙行列式展开公式的证明 a ( d—1 ) ( d一2 … ( ) a—n ) 范德蒙行列式 展开公式 的证 明在教材 上一般介 绍的都是 数学 a 一 (一 ) d一1 ( — 2 .. ( n 4 )~ . 口一 ) 例 2 算 行列式 D 归纳法( 3 , 文 )范德蒙 行列式展开公式 的证 明还可用递推法及余 式 定理来证明。 例 1试证范德 蒙行列式 : l 1 1 1 … 1 分析 : 将行列式 D 与范德蒙行列式的形式加 以比较得 , 行序的排
● ● ●

= = = = ( 一x ) 3 1 …( 一X) 2 1 x 一X ) ( 1
= ( 一X ) 3 1…( 一 ) 一 = 2 1 X 一 ) ( D月1
仿上作法, D =(3 x ( 一 2 . 一 D一 有 n x一 Ox x). ) .( 再递推下去 , 直到 D , =1 故 :(2 X) 3 x)・ x (3 2 一 2… …x)・ ) x 一 1x … 1 ( ( 一 Ox一x) x) ( 2 ( 一 - 1
D 的构造是 : j列的元 l l 3 1 , ) 第 k 顷 x j 0 ,3 。若把 D 看作 x 次 =2, 4 4
的 多项式 , x x代入, 1 4 以 4 = 第 、 列的元素对应相等, 第 其值等于零 , 按余 式定理知 , 原行列式可被 o一 尽。 【x 4 类似地, 以X=#4X代人, 分别 aX { 3 = 知 原行列式可被 ( x ] x ( ) x rx除尽。 再把 D 看作 X 的多项式, 3 分别以 X X 3 = X3 X: 代人 , = 知原行列式可被(一 1x 除尽。最后把 D 看作 X的多项 x x', ,)一 (
1 X2一Xl X2 X2 1 X 1
3一 1


次 ( 就可得到—个范德蒙行列式。州n)n . + n 后 ’ : 璧 : —+一 ・ 警 1( :

证明 1递推法 ) (
. .

— I ,




( 一2 … ( 一n 口 ) 口 )

分析 : 此行列式与范德蒙行列式类似 , 但缺少 n 1 一 次幂的项 , 因而可 用加边法添加上 n 1 一 次幂项使新的行列式成为范德蒙行列式, 然后通过 比较系数来确定 D 。 n
H ( )。 一 ,
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, 、
解 : 行列式 D+ = 构造 l ) n(l^ = Nhomakorabea…
I X 而 … X 。 2


兀 ( ) 一 』。
1 S 妄,
列正好相反 , 若将第 ( 1 依次与前面各行交换到第 1 共交换 n n珩 + 行( 次) , 再将新的行列式的第( 1 次与前面各行交换到第 2 共交换 n 痢依 + 行(
而 … 一
l 2 ,

解 : :( 1 D 一)
( 一2 a )

D月= = 0
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… …
( 一, a 1 ) 一n )
2 )
0 X2 一 X2-X1 n2

X3 2 n- X
l ・・

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D 、
兀 (一s , x 其中 X =a ) f —i , , —J :a ;

( 一 ) H 1
() 兀 一 ! () () l ' 兀足 。 一丁 () 一丁 一 - 1 1 1 1 I  ̄ !
Xn2 2 1 Xn2 3 O … X n (H l 2- 一 ) 3 ( 一x ( - n ' —X - 2

提 取 备 列 公 目
例 3 计算行列式 。 :
证 明
2 式 理以 阶 德 式 z -为 。 ( 定 )四 范 余 0 例 - 4 . z l f

f1 三 : { 1
则{圭 畏
亍 式展开公 lⅡ 歹 式知D = n a . (- ) ( 兀( ) H a a ) — t )

又对 D -按 n l O 0 + 列展开 , 有
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