第1讲n阶行列式的定义与性质PPT幻灯片课件

,教学目的:线性代数是工科数学教学四门主要课程之一，在一般工科专业的教学中占有极重要的地位，在其他课程、科学研究和工程技术中有广泛的应用。因此，工科学生必须具备有关线性代数的基础理论知识以及解决实际问题的能力，从而为学习后续课程和进一步扩大数学知识打下必要的数学基础。,教学内容与时间分配:1-行列式(4学时)2-矩阵及其应用(4学时)3-矩阵的初等变换及线性方程组(6学时)4-向量组的线性相关性(6学时)5-相似矩阵及二次型(8学时),四多：概念多定理多符号多运算规律多内容相互纵横交错，知识前后紧密联系。,课程特点：,要求：,课堂认真听讲，作业独立完成。,第一讲n阶行列式的定义与性质,一、二阶行列式与三阶行列式,注：该定义称之为对角线法则。,1.全排列：把n个不同的元素排成一列，叫做这n个元素的全排列（简称排列）。,二、全排列与逆序数,2.逆序：对于n个不同的元素，先规定各元素之间的一个标准次序（如n个不同的自然数，可规定由小到大）于是在这n个元素的任一排列中，当某两个元素的先后次序与标准次序不同时，就称这两个元素构成了一个逆序。,3.逆序数：一个排列中所有逆序的总和称之为这个排列的逆序数。,4.奇排列与偶排列：逆序数为奇数的排列称为奇排列，逆序数为偶数的排列称为偶排列。,5.计算排列逆序数的方法：不妨设n个元素为1至n这n个自然数，并规定由小到大为标准次序。设p1p2pn为这n个自然数的一个排列，考虑元素pi(i=1,2,n)，如果比pi大的且排在pi前面的元素有i个，就说pi这个元素的逆序数是i，,即：(p1p2pn)=1+2+n就是这个排列的逆序数。,例1求排列13(2n1)24(2n)的逆序数。,解：在该排列中，1(2n1)中每个奇数的逆序数全为0，2的逆序数为(n1)，4的逆序数为(n2),，(2n2)的逆境序数为1，2n的逆序数为0，于是该排列的逆序数为,例2在19构成的排列中,求j、k，使排列1274j56k9为偶排列,解：由题可知，j、k的取值范围为3，8当j=3、k=8时，经计算可知，排列127435689的逆序数为5，即为奇排列当j=8、k=3时，经计算可知，排列127485639的逆序数为10，即为偶排列j=8，k=3,例3设排列p1p2p3pn的逆序数为k，求pnp3p2p1的逆序数（p1p2p3pn是1n的某一排列）,解：排列p1p2p3pn与排列pnp3p2p1的逆序数之和等于1n这n个数中任取两个数的组合数即：,设有n2个数，排成n行n列的数表作出表中位于不同行不同列的n个元素的乘积，并冠以符号(-1)，得形如的项，其中p1p2pn为自然数1、2、n的一个,一、定义,排列，为这个排列的逆序数。由于这样的排列共有n!个，因而形如(1)式的项共有n!项。所有这n!项的代数和,其中p1p2pn是1n的任一排列，是排列p1p2pn的逆序数，即=(p1p2pn)。,二、几个特殊的行列式,1.在排列中，将任意两个元素对调位置，其余元素不动，这种作出新排列的过程叫做对换。将相邻两元素对换，称为相邻对换。,三、对换与排列奇偶性的关系,定理1:对换一个排列中的任意两个元素，排列改变奇偶性。,证明：该定理的证明可分为两步来证。第一步来证明相邻对换的情况,第二步证明一般情况。,由此可见，相邻对换将改变排列的奇偶性。再证一般情况，设：,把(1)作n+1次相邻对换得(2)，把(2)再作n次相邻对换可得(3)，即共作了2n+1次相邻对换由(1)而得到(3)。由前可知，作一次相邻对换，排列的奇偶性改变一次，故由(1)到(3)排列的奇偶性就改变了2n+1次，即由原来的奇排列就变成了偶排列或由原来的偶排列变成了奇排列。,定理2：n元排列共有n!个，其中奇、偶排列的个数相等，各有n!/2个。,定理3：任意一个n元排列都可以经过一些对换变成自然排列，并且所作对换的个数与这个排列有相同的奇偶性。,四、行列式的等价定义,五、关于等价定义的说明,这就表明，对换乘积项中两元素的位置，从而行标排列与列标排列同时做了相应的对换，但行标排列与列标排列的逆序数之和的奇偶性并不改变。,定理4,例5写出四阶行列式中含有因子的项。,例6若