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文档简介
线性代数1第一章行列式
行列式是线性代数的一个重要组成部分.它是研究矩阵、线性方程组、特征多项式的重要工具.本章介绍了n阶行列式的定义、性质及计算方法,最后给出了它的一个简单应用——克莱姆法则.2第一节行列式的定义用消元法解二元线性方程组一、二阶行列式的引入3方程组的解为由方程组的四个系数确定.4
由四个数排成二行二列(横排称行、竖排称列)的数表即5则二元线性方程组的解为注意
分母都为原方程组的系数行列式.6例1解7
我们想当然的会考虑,通过行列式把n元线性方程组的解表示出来.二、n阶行列式的定义8在
阶行列式中,把元素
所在的第
行和第
列划去后,留下来的
阶行列式叫做元素
的余子式,记作叫做元素
的代数余子式.例如定义1
9定义2
则有注:因上式中使用了行列式的第一列元素,故上式也称为D依第一列的展开式.10例1计算下列行列式11解:这是一个n阶行列式,按第一列展开得12定理1.1
行列式等于它的任一列的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即注:若行列式中某一列只有一个非零元素,则该行列式等于该元素乘以它的代数余子式.13例2:计算下列行列式提示:按第一列展开即可.14例315下三角行列式重要结论上、下三角形行列式都等于主对角线上元素的乘积。16第二节行列式的性质与计算性质1
行列式与它的转置行列式相等.行列式
称为行列式
的转置行列式.
记一、行列式的性质17性质1的意义何在呀?行列式的行与列地位平等,因而后面对行成立的性质,对列也成立。推论
行列式等于它的任一行的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即例:18性质2
行列式的某一行(列)中所有的元素都乘以同一数,等于用数
乘此行列式.推论
行列式的某一行(列)中所有元素的公因子可以提到行列式符号的外面.性质2中k=0的情况?19性质3
互换行列式的两行(列),行列式变号.推论1
如果行列式有两行(列)完全相同,则此行列式为零.例如推论2行列式任一行(列)的所有元素与另一行(列)对应元素的代数余子式乘积之和等于零.20推论3
行列式中如果有两行(列)元素成比例,则此行列式为零.证明21注:行列式的重要展开定理定理1.222例1
计算行列式解方法一:按第一行展开,得方法二:按第二行展开,得23例224例325性质4
若行列式的某一列(行)的元素都是两数之和.则D等于下列两个行列式之和:例如26思考题:若27例428解29性质5
把行列式的某一列(行)的各元素乘以同一数然后加到另一列(行)对应的元素上去,行列式不变.例如30例1二、行列式的计算计算行列式常用方法:利用运算
把行列式化为上三角形行列式,从而算得行列式的值.31解32★例2
计算
阶行列式解将第
都加到第一列得当每一行(列)元素之和都相等时,这是经常采用的方法.33上(下)三角行列式等于主对角线上元素的乘积,因此计算行列式常利用行列式的性质,把行列式化成上(下)三角行列式。这是计算行列式最基本的方法必须掌握34例3
计算行列式的值,其中解
降阶法35证用数学归纳法★例4证明范德蒙德(Vandermonde)行列式称为n阶范德蒙德行列式P41736n-1阶范德蒙德行列式范德蒙德行列式是一类重要的行列式,结果要记住哦371.行列式按行(列)展开法则是把高阶行列式的计算化为低阶行列式计算的重要工具.三、小结38计算行列式常用方法:(1)降阶法:利用行列式的性质,将它的某一行(列)元素尽可能多地化为0,然后按该行(列)展开(2)化为上(下)三角形行列式,直接给出结果(3)拆项法
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