线性代数附录答案习题1和习题2

2019-08-17 12:36

习题一

1.计算下列排列的逆序数 1)9级排列 134782695; 2)n级排列 n(n?1)?2。1

解:(1)?(134782695)?0?4?0?0?4?2?0?0?0?10 ; (2)?[n(n?1)?21]?(n?1)?(n?2)???1?0?2.选择i和k,使得:

1)1274i56k9成奇排列; 2)1i25k4897为偶排列。

解:(1)令i?3,k?8,则排列的逆序数为:?(127435689)?5,排列为奇排列。从而i?3,k?8。

(2)令i?3,k?6,则排列的逆序数为:?(132564897)?5,排列为奇排列。与题意不符,从而i?6,k?3。 3.由定义计算行列式

n(n?1) 。 2a11a21 a31a41a51

aaaaa1222324252000aa000a53a43000 。 a5a4444555解:行列式=

j1j2j3j4j5?(?1)?(j1j2j3j4j5)a1j1a2j2a3j3a4j4a5j5,因为j1,j2,j3至少有一个大于3,

所以a1j1a2j2a3j3中至少有一数为0,从而a1j1a2j2a3j3a4j4a5j5?0(任意j1,j2,j3,j4,j5),于是

j1j2j3j4j5?(?1)?(j1j2j3j4j5)a1j1a2j2a3j3a4j4a5j5?0 。

4.计算行列式:

40?211)?131; 2)

122?41?14?1111; 3)

1?111011?101111251202142; 07a213279b24);5)21284c1?5?12525d2146416(a?1)2(b?1)2(c?1)2(d?1)2(a?2)2(b?2)2(c?2)2(d?2)2(a?3)2(b?3)2。 2(c?3)(d?3)2解:(1) -40 ; (2) -16 ;(3) 0 ;(4)-1008 ;(5) 0 。

5.计算n阶行列式:

xy0?001230xy?001?1000x?0002?2 1); 2)

?????????000?xy000y00?0x000?n?1n?00?00;

????2?n0?n?11?n1?a1111?a2 3)

??11x????y122?21222?21(ai?0); 4)223?2 。 ??????1?an222?n?00y0?000x?00xy?00解:(1)原式=x??????(?1)n?1y0x?00(按第一列展

00?xy?????00?0x00?xy开)

=xn?(?1)n?1yn 。

n(n?1)2320?1000?2(2)行列式=

???000000?n?1n?00?00(后n?1列和加到第一列,????2?n0?01?n再按第一列展开)

n(n?1)(?1)(?2)?(1?n) =2(n?1)! =(?1)n?1 。

2111?101?a11?111?a2?1(第一行第一列为添加的部分,注意(3)行列式=0?????011?1?an此时为n?1级行列式)

111?0???1c1?1c21?00a11c1?c3a2 ??r2?r1r3?r1?1a1?1??1?011???a1an00?01a10010??1000a2?rn?1?r11?c1?cn?1an??a2?0

0?an?????an =(1?11???)a1a2?an 。 a1an122?200?0r2?r11r3?r10 (4)行列式?101??rn?r1?????100?n?222?21?02?10=1?(?1)(按第二行展开) ????00?n?2??2(n?2)! 。

提高题

1.已知n级排列j1j2?jn?1jn的逆序数为k,求排列jnjn?1?j2j1的逆序数。 解:设原排列j1j2?jn?1jn中1前面比1大的数的个数为k1,则1后面比1大的数的个数为(n?1)?k1,于是新排列jnjn?1?j2j1中1前比1大的个数为(n?1)?k1个;依此类推,原排列j1j2?jn?1jn中数i前面比i大的数的个数为ki,则新排列

jnjn?1?j2j1中

n)?1i前比in?大的个数为

(n?i)?ki个记

?(j1?j2n?jkj1?k2???k1,?k故新排列的逆序数为

n(n?1)?k。 2[(n?1)?k1]?[(n?2)?k2]??[(n?(n?1)?kn?1]?1?2??(n?1)?k?2.由行列式定义计算

2xx121x1?14 f(x)?中x与x3的系数,并说明理由。

32x1111x解: 由于行列式定义中的每一项来自于不同行和不同列的n个元素的乘积。而该行列式中每个元素最高含x的一次项,因此x4的项只能由对角线上的元素乘积所得到x4,故x4的系数为(?1)?(1234)?2=2。

同样的考虑可得x3的系数为(?1)?(2134)=-1。

1xx21a1a1223.设P(x)?1a2a2???21an?1an?1?????xn?1a1n?1n?1 ,其中ai互不相同。 a2?n?1an?1 1)说明P(x)是一个n?1次多项式; 2)求P(x)?0的根。

解:1) 把P(x)按第一行展开得:P(x)?A11?1?A12?x???A1n?xn?1。

11而A1n??1a1a2??a1n?2n?2?a2?0 ,所以P(x)是一个n?1次多项式。

??n?2an?1?an?1根据范德蒙行列式

P(x)?(x?a1)(x?a2)?(x?an?1)(a1?a2)?(a1?an)(a2?a3)?(a2?an?1)?(an?2?an?1)

2) 因为x?ai (i?1,2,?,n?1)代入P(x)中有两行元素相同,所以行列

式为零,从而P(x)?0的根为a1,a2,?,an?1 。

习题二解答

1. 计算 1)?x1x2?a11?x3??a21?a?31a12a22a32a13??x1????a23??x2? ;

?a33????x3??0??10??;求 A2、A3、A4。 2)已知A???10???10??222解:1)a11x1 ; ?(a12?a21)x1x2?(a13?a31)x1x3?a22x2?(a23?a32)x2x3?a33x3?0??0??0???????000000? ;A3??? ;A4??? 。 2)A2???100??000??000???????10010000000???????311??11?1?????2. 设 1)A??212?,B??2?10?,求 AB?BA。

?101??123??????abc??1ac????? 2)A??cba?,B??1bb?,求 AB。

?111??1ca?????


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