行列式的计算技巧与方法总结(修改版)(3)

2018-12-27 19:24

Dn?9Dn?1?20Dn?2?0.

作特征方程

x2?9x?20?0.

解得

x1?4,x2?5.

Dn?A?4n?1?B?5n?1.

当n?1时,9?A?B; 当n?2时,61?4A?5B. 解得

A??16,B?25,

所以

Dn?5n?1?4n?1.

3、行列式的几种特殊计算技巧和方法 3.1 拆行(列)法 3.1.1 概念及计算方法

拆行(列)法(或称分裂行列式法),就是将所给的行列式拆成两个或若干个行列式之和,然后再求行列式的值.拆行(列)法有两种情况,一是行列式中有某行(列)是两项之和,可直接利用性质拆项;二是所给行列式中行(列)没有两项之和,这时需保持行列式之值不变,使其化为两项和. 3.1.2 例题解析

1?a1?1例11 计算行列式Dn?a21?a2?1?000a3??000??1000?an1?an.

0?001?a3???00??1?an?1解:把第一列的元素看成两项的和进行拆列,得

10

1?a10?0?0?00?010?00?a10?0?00a2?1?00a21?a2?1?00a2?1?000a3?000a3?00??0a31?a3?00000?????000?an000??1000?an1?an

?1?01?a2Dn??1?an?1?11?a2?1?a3????1?an?1?????1000?1?an000?.

1?a3??1?an?1an??11?an上面第一个行列式的值为1,所以

1?a2Dn?1?a1?1?00a3?a3???00?00??100?an1?an

?1?an?1?1?a1Dn?1.

这个式子在对于任何n?n?2?都成立,因此有

Dn?1?a1Dn?1

?1?a11?a2Dn?2???1?a1?a1a2?????1?a1a2?an

n?1???1????1??aj.

i?1j?1nii 11

3.2 构造法

3.2.1 概念及计算方法

有些行列式通过直接求解比较麻烦,这时可同时构造一个容易求解的行列式,从而求出原行列式的值. 3.2.2 例题解析

1x1x12例12 求行列式Dn??x1n?2x1n1x22x2??????1xn2xn. ?n?2n?2x2?xnnx2nxn解:虽然Dn不是范德蒙德行列式,但可以考虑构造n?1阶的范德蒙德行列式来间接求出Dn的值.

构造n?1阶的范德蒙德行列式,得

1x1f?x??x12?x1n?2x1n?1x1n1x22x2????1xn2xn1xx2?xn?2xn?1xn.

?n?2x2n?1x2nx2?n?2?xnn?1?xn?nxn将f?x?按第n?1列展开,得

f?x??A1,n?1?A2,n?1x???An,n?1xn?1?An?1,n?1xn,

其中,xn?1的系数为

An,n?1???1?又根据范德蒙德行列式的结果知

n??n?1?Dn??Dn.

f?x???x?x1??x?x2???x?xn?由上式可求得xn?11?j?i?n??xi?xj?.

的系数为

12

??x1?x2?xn?故有

1?j?i?n??xi?xj?.

?xj?.

Dn??x1?x2???xn?3.3 特征值法 3.3.1 概念及计算方法

1?j?i?n??xi设?1,?2,??n是n级矩阵A的全部特征值,则有公式

A??1?2??n.

故只要能求出矩阵A的全部特征值,那么就可以计算出A的行列式. 3.3.2 例题解析

例13 若?1,?2,??n是n级矩阵A的全部特征值,证明:A可逆当且仅当它的特征值全不为零.

证明:因为A??1?2??n,则

A可逆?A?0??1?2??n?0??i?0?i?1,2?n?.

A可逆当且仅当它的特征值全不为零.

4、几类特殊的行列式的巧妙计算技巧和方法 4.1 三角形行列式 4.1.1 概念

a11形如

a12a22a13?a1na11a22a32?an2a33??an3?ann这样的行列式,形状像个三角形,

a23?a2na21a33?a3n,a31???annan1故称为“三角形”行列式. 4.1.2 计算方法 由行列式的定义可知,

13

a1100?0a12a220?0a13?a1na110a22a32?an20?000?a11a22?ann. ?a23?a2na21a33?a3n?a11a22?ann,a31?0???an1?ann0?a33???an3?ann4.2 “爪”字型行列式 4.2.1 概念

a0c1形如c2?cnan?b1a1b2a2?bn,

bn?b2a2?b1a1a0cn?a2a1b1b2an,

?ancna2a1anc1?c2,c2?c1cna0?bn?c2这样的行列式,形状像个“爪”字,故称它们为“爪”字型行列式. c1a0bn?b2b14.2.2 计算方法

利用对角线消去行列式中的“横线”或“竖线”,均可把行列式化成“三角形”行列式.此方法可归纳为:“爪”字对角消竖横. 4.2.3 例题解析

a11例14 计算行列式1?11a21a3?1,其中ai?0,i?1,2,?n.

?an分析:这是一个典型的“爪”字型行列式,计算时可将行列式的第i(i?2,3,?n.)列元素乘以

?1后都加到第一列上,原行列式可化为三角形行列式. ai 14


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