线性代数讲义(1)

2019-04-14 23:19

《线性代数》讲义 第 1 页 共 30 页

第一章 行列式

一、2、3阶行列式---之计算方法:对角线法则 1、

ab?ad?cb cdabehcf?(aei?bfg?cdh)?(ceg?bdi?afh) i2、dg3、克莱姆法则(见课本p84?85页) 4、补充习题:

ae00x?11(1)计算:a)2 b) 0ab c) bxx2?x?10cdca2b2c2a3b3(答:abc(b?a)(c?a)(c?b))

c31a12特别地:Vandermonde(范德蒙)行列式结论a1...1a22a2...........................1an2?an...1?j?i?n?(ai?aj)

n?1n?1a1n?1a2......ank34(2)解方程:?1k0?0

0k1a11(3)填空:0?10?0的充分必要条件是 4aa二、n阶行列式

1、n阶行列式定义:行列式的值等于第一行(列)的元素与其对应的代数余子式乘积之和。 2、概念:元素aij余子式Mij及代数余子式Aij?(?1)i?j?Mij

000...0...0a10n(n?1)...?(?1)2?a1a2...an 003、计算行列式方法:行列式的值等于任一行(列)的元素与其对应的代数余子式乘积之和。

00a2...0?a1a2...an??ai;4、结论:(1)(2)...............i?1000...ananna10...0...a2......00...an?1...a1(2)证明:设Dn?a2...an,以后都按第一行展开

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《线性代数》讲义 第 2 页 共 30 页

a2Dn?a1(?1)n?1a3?a1a2(?1)n?1?(?1)n??...??ai(?1)(n?1)?n???3

nai?1nannnn(n?1)??a(n?1)?n???3i(?1)?2

i?1?n(n?4)(n?1)ai(?1)2?i?1?ai(?1)i?1【-1的指数可以全部下降2,由1到n-1,更好理解】

5、例题与习题:

00?0100?20n(n?1)(1)计算:a) ?????(答:(?1)2n!) 0n?1?00n0?000...01按第一列展开0【解:原式???????(?1)n?1?n0...20.........?(?1)(n?1)?n?n(n?1)...n?1...00n?2(n?4)(n?1)n(n?1)?...?(?1)(n?1)?n?...?3?n!?(?1)2?n!?(?1)2?n!】

010?050000010002?000001002b) ?????(答:(?1)n?1n!)c)00020; d)000000?n?100300000n00?004000500x010(2)解方程:

00020x00?1; (答:x??16)

3405a00...00000...0b(3)计算n阶行列式

000...b0(n?1)(n?2) (答:(?1)2...............?abn?1)

00b...000b0...00bb【解:原式Dbn?a??ab(?1)n??ab2(?1)n?(n?1)bb(n?2)b(n?1)mshzq

1...

0000030;(c、d答:5!)0400b??

(n?3)

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n?1n?(n?1)???3?ab(?1)三、n阶行列式的性质 1、性质

?ab(?1)n?1(n?2)?(n?3)???3?2?1?(?1)(n?1)(n?2)2?abn?1】

T(1)、转置行列式值不变,即A?A。

(2)、任意两行(列)互换,值改变符号。 (3)、如果有两行(列)的对应元素相同,或对应成比例,行列式值为零。

【补:行列式某一行(列)的所有元素全为零,行列式值为零】 (4)、行列式某一行(列)的所有元素乘以k,等于k乘以该行列式。(提取公因子!) (5)、将行列式某一行(列)的所有元素乘以k后,再加到另一行(列)的对应元素上,行列式值不变。 (6)、行列式的任一行(列)的元素与另一行(列)对应元素的代数余子式乘积之和为零。 2、行列式计算约定记号:

1互换行列式的某两行(列),即ri?rj(ci?cj)【值变号】 ○

2非零数k遍乘某行(列),即kri(kci)【提取公因子】 ○

3某行(列)遍乘k加到另一行(列),即ri?krj(ci?kcj)【值不变】 ○

3、特殊行列式的计算

a1b1...00...0000..b1a10a2...(1)二条线型: 形如D1?.........0c01...0000...an?1...0000...a20...或D2?............... bn?1bn?1an?1...00an0an0...0c【称为二线型行列式,可以按照第一列或最后一列降阶展开】

0...100...01............例题:○

0n0...00...0002...;○...n?1n?1002?1...0...00............ 0...000...0n00(2)三对角型和次三对角型

?1例题:计算n阶行列式Dn?...002...0.........000... ---【重点题型】

...2?1...?12?1?1...00000按第一列展开0??????2Dn?1?Dn?2

00...02...?1...解:按第一行展开Dn?2Dn?1?(?1)1?2............0...?12

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即是Dn?Dn?1?Dn?1?Dn?22?1) ???D2?D1??2?1(递推关系!

?12于是Dn?Dn?1?1?Dn?2?2???D1?(n?1)?2?(n?1)?n?1 (3)“两岸”行列式

x?aa1计算行列式:○Dn?...a...a12aa2...ax?a...a2D?3D?1;*○;○0nn.....................a1a...a111...10...03...0 ......a...ax?aaa...an100...x?aa...a11...1解:○1Dax?a...a将n?.........?????2,3...n行全加到1行[x?(n?2)a]ax?a...a......... aa...x?aaa...x?a10...0x?2a?x...0依次后列x?(n?2)a]ax?2a0按第一0x?2a...0减去前列????[.........????行展开[x?(n?2)].........

a0...x?2a00...x?2a(n?1阶)?[x?(n?2)a](x?2a)n?1

a1a...aa1a?a1...00○2D?aaa后列减aa2?a...002...n.........????前一列............【2010-10-24有了正解!】

aa...aa0..an?1?aa?an?1na0...0an?aaa11?a?10...0n1?aa1?a??aa第aa1行起n2?a1?1...0i?i?a00...0??????......其他行加n1?1...0各提取a????i?a?(ai?a)......i?1?(aaa22?ai?........ aan?1?a00...?1到第一行a)i?1...a00...?1aan?a00..1aan?1?aan?a00..11?1按第一nnnn行展开???(1??a)i?1ai?a?(a1?ai?a)?(1)i?1??1??i?1ai?a?(ai?a) i?11mshzq

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113D?1○n1201...1110...02依次各行提取各行乘(?1)13...0??????n!301...0?????n!1,2,?,n加到第一行........................100...1100...nn111...10...01??1kk?21213n0100...00...0

1..0...1...1n......00?n!?(1??)1kk?2n1?1(n?1)?n!?(1??1) kk?2n4、例题与习题

12(1)计算

342341341241(答案:160) 【注意:各行(列)元素之和为10!】 231a1?1...000a2......000...?1000(答案:1) ...an1?an?11?a10(2)计算n?1阶行列式

...001?a2......00......1?an?1【提示:将第一行加到第二行,所得第二行再加到第三行,如此继续,可解之!】

123...n1x?13...n2x?1...n?0(答案:x?1,2,...,n?1) (3)解方程1............123...x?1【提示:行列式第二行起,每一行减去第一行,可解!】

a1a2(4)计算n阶行列式...an?1an?1x...000...00?1...00.........(答案:a1xn?1?a2xn?2?...?an?1x?an) 0...x?10...0x【提示:从第一行起,每一行乘以x后逐次加到下一行,再按最后一行展开!】

30(5)

2024011010124?1?22?37?14(答案:6) (6)(答案:9) 15?92722?512mshzq


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