特殊行列式及行列式计算方法总结

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特殊行列式及行列式计算方法总结

一、 几类特殊行列式

1. 上(下)三角行列式、对角行列式(教材P7例5、例6)

2. 以副对角线为标准的行列式

11112112,1

221222,11,21,11,11

2

,1(1)2

12,11

0000

00000

00000

(1)

n n n n n

n n n n n n

nn

n n n n n nn

n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ---------==

=-

3. 分块行列式(教材P14例10)

一般化结果:

00n n m n n m n m m n m m n

m

A C A A

B B

C B ⨯⨯⨯⨯=

=⋅

0(1)0n m n n m n

mn n m m

m n

m

m n

A C A A

B B

C B ⨯⨯⨯⨯=

=-⋅

4. 范德蒙行列式(教材P18例12) 注:4种特殊行列式的结果需牢记!

以下几种行列式的特殊解法必须熟练掌握!!! 二、 低阶行列式计算

二阶、三阶行列式——对角线法则 (教材P2、P3) 三、 高阶行列式的计算 【五种解题方法】

1) 利用行列式定义直接计算特殊行列式;

2) 利用行列式的性质将高阶行列式化成已知结果的特殊行列式;

3) 利用行列式的行(列)扩展定理以及行列式的性质,将行列式降阶进行计算

——适用于行列式的某一行或某一列中有很多零元素,并且非零元素的代数余子式很容易计算; 4) 递推法或数学归纳法; 5) 升阶法(又称加边法)

【常见的化简行列式的方法】

1. 利用行列式定义直接计算特殊行列式 例1 (2001年考研题)

00010002000199900

02000000

002001

D =

分析:该行列式的特点是每行每列只有一个元素,因此很容易联想到直接利用行列式定义进行计算。 解法一:定义法

(1,2,...,2,1,)012...19990(1)2001!(1)2001!2001!n n n D τ--+++++=-=-=

解法二:行列式性质法

利用行列式性质2把最后一行依次与第n -1,n -2,…,2,1行交换(这里n =2001),即进行2000次换行以后,变成副对角行列式。

2001(20011)

20011

20011

2

000020010

001000200(1)

(1)

(1)2001!2001!0199900

02000

00

D ⨯---=-=--=

解法三:分块法

00010002000199900

02000000

002001

D =

利用分块行列式的结果可以得到

2000(2000-1)

2

001

0020=2001=2001(-1)2000!=20010199900

2000000

D ⋅

解法四:降阶定理展开

按照每一行分别逐次展开,此处不再详细计算。

2. 利用行列式的性质将高阶行列式化成已知结果的特殊行列式 例2

1111

1111

11111111a a D b b

+-=

+- 分析:该行列式的特点是1很多,可以通过12r r -和34r r -来将行列式中的很多1化成0. 解:

2141

43

220

0110011001111

1111

011

00001100111

1

111

1

110

111100011

001

1

00r r r r r r a a a a a D ab

ab

b b b

b

b

a ab

a b b

------=

==----==-

例3

3

223

111

11132232

22

222

322

333333332234

44

44

4

a a

b a b b a a b a b b D a a b a b b a

a b

a b

b

=

,(0)i a ≠

分析:该类行列式特点是每行a 的次数递减,b 的次数增加。特点与范德蒙行列式相似,因此可以利用行列式的性质将D 化成范德蒙行列式。 解:

2311111123

2222223333

123423

33333323

44444

4

3333

3124

12341234

3333

1234

141()

()()1(

)()()1()()()1(

)()()(

,,,)()

j

i j i i

j b b

b a a a b b b a a a D a a a a b b b a a a b b b a a a b b b b a a a a V a a a a b b a a a a a a ≤<≤=⋅

=⋅=⋅-∏

练习:(11-12年 IT 专业期末考试题)

若实数z y x ,,各不相等,则矩阵⎪⎪⎪⎪

⎫ ⎝

⎛=22

2111

z y x z y x M 的行列式=M __________ 3. 利用行列式的行(列)扩展定理以及行列式的性质,将行列式降阶进行计算 例4

000

0000

000

00

n a b a b D a b b

a

=

分析:该行列式特点是a 处于主对角线,b 在a 后的一个位置,最后一行中b 是

第一个元素,a 是最后一个元素。 解:按第一列展开:

11

11111000

00

(1)(1)0000

00

(1)(1)n n n n n n n n

a b b

a b a

b D a b a b a

b a

a a

b b a b ++-+-+=⋅-+-⋅=⋅+-⋅=+-

练习:(11-12年期中考试题)

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