行列式理論

(一)行列式概念和定義


定義式:|A|=Σ(-1)?a???a???...a???

? 其中,τ為x1, x2,..., xn的逆序數(shù)

? ? ? 例如:規(guī)定順序為從左向右遞增

? ? ? 則,從左數(shù)第一個元素起,計算“每一個元素右側(cè)比該元素小的元素的數(shù)量”之和,即為該數(shù)列的逆序數(shù)。


理解:行列式的本質(zhì)是一個數(shù)或函數(shù),是一個n×n矩陣中所有元素,“全部排列方法的”“不同行不同列的”元素的乘積之和。

由于不同行不同列元素的排列方法共有n! 種,所以行列式的完全展開式中共有n! 個多項式。

定義式中采用的是規(guī)定行順序,排列列順序;也可以規(guī)定列順序,排列行順序。實際上,不僅限于這兩種方法,但其他方法混亂無規(guī)律可循。

特別地,二階行列式是兩個向量的向量積;

三階行列式是其中,“任意兩個向量的向量積”和另外一個向量的數(shù)量積。


(二)行列式的性質(zhì)

1. 行列式和初等變換

2. 行列式的拆分性質(zhì)

3. 轉(zhuǎn)置矩陣的行列式相等

4. 行(列)間成比例/全零行


(三)行列式的計算


1. 定義式計算

? ①二階:主對角線乘積,減去副對角線乘積

? ②三階:三個主對角乘積,減去三個副對角乘積

? ③高階不建議用定義式,除非下面的特殊情況

2. 行列式按行(列)展開

? ? |A|=a??A??+a??A??+...+a??A??

? ? |A|=a??A??+a??A??+...+a??A??

? 定義:行列式的值等于,任一行(列)的“各元素與其代數(shù)余子式乘積”之和

? 推論1:某個數(shù)列各元素與行列式中某一行(列)的“各代數(shù)余子式乘積的和”,相等于把這個數(shù)列替換行列式中的這一行(列)的元素,形成的新的行列式的值。

? 推論2:“任一行(列)的各元素”與“其他行(列)代數(shù)余子式”乘積之和,等于零。


3. 基本易求行列式


⑴三角行列式

①主對角線、主三角行列式

? ? |A|=a??a??...a??

②副對角線、副三角行列式

? ? |A|= (-1)^[n(n-1)/2]? a??a??...a??


⑵分塊陣

①主對角線分塊、主三角分塊行列式

? ? |A|=|A?||A?|...|A?|

②副對角線分塊、副三角分塊行列式

? ? |A|=(-1)?? |B||C|


⑶范德蒙德行列式

? 性質(zhì):第i行中,各元素是第二行元素的(i-1)次方

①缺首行/缺末行:

? ? ?每行提公因子

? ? ?化為普通范式行列式

②缺中間行(假設(shè)缺第四行(a?3,a?3,...,a?3))

? ? ?補(bǔ)全中間缺的行

? ? ? ? 補(bǔ)上一列未知數(shù)(1,x,x2,...,x?)?

? ? ?新的范式行列式

? ? ? ? |A|=[Π(a?-a?)]·(x-a?)(x-a?)...(x-a?)

? ? ? ? 可求出其中x3的系數(shù)K

? ? ?按(1,x,x2,...,x?)?一列展開

? ? ? ? 其中x3的系數(shù)為(-1)?????1?M??????

? ? ?缺行范式行列式|A|=M??????

③轉(zhuǎn)置后,第j列中,各元素是第二列元素的(j-1)次方


4. 常見行列式的套路


⑴行列式元素均在三條線上

? ①爪形行列式:用對角線元素消兩側(cè)線元素

? ②兩條斜線一個點(diǎn)

? ? ?取兩點(diǎn)展開

? ? ?按定義計算:

? ? ? ? 先算一條對角線,再算平行線和點(diǎn)

? ③三對角線行列式:遞推公式

? ? ?主對角線元素均為a,

? ? ? 兩側(cè)平行對角線分別均為b,c

? ? ? D? = aD??? - bcD???

? ? ? 差分方程湊出等比級數(shù)

? ? ?主對角線元素均為(λ+μ),

? ? ? 兩側(cè)平行對角線分別均為b,c,使bc=λμ

? ? ? 其中,λ和μ的順序無礙

? ? ? D? = (λ??1-μ??1)/(λ-μ)


⑵行(列)間的特殊關(guān)系

? ①行和相等:累加消元法

? ②相鄰行等差等比關(guān)系:相鄰消元法

⑶每行(列)含有較多相同(成比例)元素:

? ? 加邊法,消掉相同的元素


5. 含未知數(shù)的行列式方程

①特征多項式各次項系數(shù)

? ?|A-λE|=(λ?-λ)(λ?-λ)...(λ?-λ)=0

? ? 其中,(-λ)?的系數(shù)為1

? ? ? ? ? ? ? (-λ)??1的系數(shù)為λ?+λ?+...+λ?=tr(A)

? ? ? ? ? ? ? 常數(shù)項為 λ?λ?...λ?=|A|

? ?對照行列式方程的各次項系數(shù),分析題目條件

②確定未知數(shù)x,湊出成比例的行(列)

③根據(jù)不同行不同列元素乘積,求出某次項系數(shù)


6.見圖

7.見圖

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡書系信息發(fā)布平臺,僅提供信息存儲服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

  • n級行列式 n級行列式 定義:n級行列式等于所有取自不同行不同列的n個元素的乘積的代數(shù)和,這里是的一個排列,每一項...
    溺于恐閱讀 1,988評論 0 6
  • 1、概念: 只有方陣才有 ,是方陣的一個屬性,記作: 或?qū)懗?,描述的是一個向量組的 ,矩陣的行列式計算結(jié)果是一...
    Norahd閱讀 2,931評論 0 2
  • 本章主要介紹n階行列式的定義、性質(zhì)及其計算方法。此外還要介紹用n階行列式求解n元線性方程組的克拉默(Cramer)...
    勇于自信閱讀 6,560評論 0 2
  • 二階行列式 一般來說,我們解二元方程組采用的都是消元法,簡單來說,就是先想辦法消除一個未知數(shù),然后求解出另一未知數(shù)...
    逸無無爭閱讀 2,840評論 0 1
  • 行列式及其性質(zhì) 前面的章節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了大量關(guān)于矩陣的知識,現(xiàn)在我們來集中探討一下方陣的性質(zhì),其中行列式和特征值是重中...
    AlbertLiDesign閱讀 2,391評論 0 1

友情鏈接更多精彩內(nèi)容