线性代数1-小结
线性代数与空间解析几何01-第4节 利用性质计算行列式_4

3111
例1.2.2 计算四阶阶行列式 D 1 3 1 1 .
1131
1113
解 将第2、3、4行都加到第一行得
1111
1111
D r1 6
1 6
1
3 1
1 3
1 r2 r1 6 0 1 r3 r1 0
2 0
0 2
0 48. 0
1 1 1 3 r4 r1 0 0 0 2
1.2 行列式的性质
q11
0
D2
q11 qnn.
qn1 qnn
1.2 行列式的性质
1.2.2 利用性质计算行列式
对D的前k行做运算ri+krj,再对后n列做运算
ci+kcj,把D化为下三角形行列式
p11
0
D pk1 c11
pkk c1k
q11
,
cn1 cnk qn1 qnn
故 D p11 pkk q11 qnn D1 D2 .
x会
z yw
z y r1 r2 x x w y
w r2 r1 z
1.2 行列式的性质
2. 利用性质计算行列式
注意:
1.将几次运算写在一起时,各运算的次序不能颠倒. 例如
x y r1 r2 x z yw r2 r1 x z yw
zw
zw
; x y
x y r2r1 x y r1r2 z w .
1.2 行列式的性质
1.2.2 利用性质计算行列式
1 2 3 4
例1.2.1 计算四阶行列式 D 2
3 4 7 .
1 2 5 8
1 3 5 10
1 2 3 4
1 2 3 4
解 D 2 3
1 2
线性代数

系数行列式
二阶行列式. 二阶行列式.
13
二. 三阶行列式 类似地, 类似地 为讨论三元线性方程组
a11 x 1 + a 12 x 2 + a13 x 3 = b1 a 21 x 1 + a 22 x 2 + a 23 x 3 = b2 a x + a x + a x = b 32 2 33 3 3 31 1
经 济 数 学 基 础
1
课程的作用
线性代数( 线性代数(Linear Algebra)是代数学的一个分 这一词在我国出现较晚, 支,“Algebra”这一词在我国出现较晚,清代著名的数 学家、翻译家李善兰将它翻译成代数学,一直沿用至今。 学家、翻译家李善兰将它翻译成代数学,一直沿用至今。 线性代数是一门非常重要的基础课。 线性代数是一门非常重要的基础课。线性代数主要 处理线性关系的问题,其含义不断扩大, 处理线性关系的问题,其含义不断扩大,它的理论不仅 渗透到了数学的许多分支中,而且还在国民经济、工程 渗透到了数学的许多分支中,而且还在国民经济、 技术、理论物理、理论化学、航天、 技术、理论物理、理论化学、航天、航海等领域中都有 广泛的应用。 广泛的应用。 该课程对于培养学生的逻辑推理和抽象思维能力, 该课程对于培养学生的逻辑推理和抽象思维能力,空 间想象能力具有重要作用。通过线性代数的学习, 间想象能力具有重要作用。通过线性代数的学习,能使 学生获得应用学科中常用的矩阵、线性方程组等理论, 学生获得应用学科中常用的矩阵、线性方程组等理论, 具有熟练的矩阵运算能力和用矩阵方法解决实际问题的 能力。 能力。
a11 D = a21 a31 a12 a22 a32 a13 a23 a33
记
a11 b1 a13 D2 = a21 b2 a23 a31 b3 a33
大学线性代数Laplace展开定理和行列式计算方法小结.pdf

Laplace 展开定理二、Laplace 定理行列式按某几行或几列展开定义:12(1)k i i i +++- ()22111k kj j j i i i M +++++++'- 即,中,k n (1)≤≤个元素,按原来的顺序,余下的元素按原来的顺序,余子式.其中ki i i 12,,, kj j j 12,,, 12kj j j ++++ ,D =M '525435+24++如Da aa aa a=111221223132a a111314a a313334Laplace 定理a ab b 1212+213+34c c 34d d c c0000a a=)......k kk a a a a 1111 ...a ...rb b 111...11a...b b 11k a 1.. 01.利用行列式定义直接计算2.利用行列式的性质计算3.化为三角形行列式4.降阶法5.逆推公式法6.利用已知行列式(范德蒙行列式)7.加边法(升阶法)8.数学归纳法9. 分拆法2123n n n降阶法是按某一行(或一列)展开行列式,这样可以降低一阶,更一般地是用Laplace 定理a100 00naa+.0n x x D -=D=加边法(又称升阶法)是在原行列式中增加一行一列,且保持原行列式不变的方法。
x a +na1n a D =。
线性代数集锦按一行展开法则 矩阵的秩 矩阵运算 逆 分块矩阵 线性方程组消去法 克莱姆 二阶三阶 n阶行列式

历史上,行列式的概念是在研究线性方程组的解的过程中产生的. 如今,它在数学的许 多分支中都有着非常广泛的应用,是常用的一种计算工具。特别是在本门课程中,它是研究 后面线性方程组、矩阵及向量组的线性相关性的一种重要工具。
第一节 二阶与三阶行列式 内容分布图示
★ 二阶行列式 ★ 二元线性方程组 ★ 三阶行列式 ★ ★ ★ ★ 三元线性方程组 内容小结 习题 1-1 返回 ★ 简例 ★ 例1 ★ 例2 ★ 例4 ★ 课堂练习 ★ 例3
逆序 0 1 0 3 1 于是排列 32514 的逆序数为 N 0 1 0 3 1 5. 例 2 计算排列 217986354 的逆序数, 并讨论其奇偶性. 解 排列 2 1 7 9 8 6 3 5 4
逆序 0 1 0 0 1 3 4 4 5 于是题设排列的逆序数为 N 5 4 4 3 1 0 0 1 0 18. 该排列是偶排列. 例 3 (E02) 求排列 n(n 1)(n 1)321 的逆序数, 并讨论其奇偶性. 解 排列
a11 a12 a 21 a 22 例 6 设 D1 a n1 a n 2
a1n a11 a2n a 21b , D2 a nn a n1b n 1
j1 j2 jn
a12b 1 a 22 a n 2 b n2
a1n b1n a 2 n b 2 n , 证明: D1 D2 . a nn
a11 a12 0 a22 0 0 a1n a2 n (1) N (12n) a11a12 ann . ann
同理,下三角形行列式
a11 0 a21 a22 an1 an 2 0 0 a11a22 ann . ann
线性代数教案全(同济大学第六版)

线性代数教案第(1)次课授课时间()1.教学内容: 二、三阶行列式的定义;全排列及其逆序数;阶行列式的定义2.时间安排: 2学时;3.教学方法: 讲授与讨论相结合;4.教学手段: 黑板讲解与多媒体演示.基本内容备注第一节 二、三阶行列式的定义一、二阶行列式的定义从二元方程组的解的公式,引出二阶行列式的概念。
设二元线性方程组 ⎩⎨⎧=+=+22222211212111b x a x a b x a x a用消元法,当021122211≠-a a a a 时,解得211222111212112211222112121221,a a a a b a b a x a a a a b a b a x --=--=令2112221122211211a a a a a a a a -=,称为二阶行列式 ,则如果将D 中第一列的元素11a ,21a 换成常数项1b ,2b ,则可得到另一个行列式,用字母1D 表示,于是有2221211a b a b D =按二阶行列式的定义,它等于两项的代数和: ,这就是公式(2)中 的表达式的分子。
同理将 中第二列的元素a 12,a 22 换成常数项b1,b2 ,可得到另一个行列式,用字母 表示,于是有2121112b a b a D =按二阶行列式的定义,它等于两项的代数和: ,这就是公式(2)中 的表达式的分子。
于是二元方程组的解的公式又可写为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==D D x D D x 2211 其中0≠D例1. 解线性方程组 .1212232121⎪⎩⎪⎨⎧=+=-x x x x 同样,在解三元一次方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++333323213123232221211313212111bx a x a x a b x a x a x a b x a x a x a 时,要用到“三阶行列式”,这里可采用如下的定义.二、三阶行列式的定义设三元线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++333323213123232221211313212111bx a x a x a b x a x a x a b x a x a x a用消元法解得定义 设有9个数排成3行3列的数表333231232221131211a a a a a a a a a 记 333231232221131211a a a a a a a a a D =322113312312332211a a a a a a a a a ++=332112322311312213a a a a a a a a a ---,称为三阶行列式,则三阶行列式所表示的6项的代数和,也用对角线法则来记忆: 从左上角到右下角三个元素相乘取正号,从右上角到左下角三个元素取负号,即例2.计算三阶行列式 .(-14) 例3.求解方程 ( ) 例4.解线性方程组 解 先计算系数行列式573411112--=D 069556371210≠-=----+-= 再计算 321,,D D D515754101121-=--=D ,315534011222=--=D ,55730112123=---=D得 23171==D D x ,69312-==D D y ,6953-==D D z第( 2 )次课授课时间()第( 3 )次课授课时间()1.教学内容: 行列式按行(列)展开;2.时间安排: 2学时;3.教学方法: 讲授与讨论相结合;教学手段: 黑板讲解与多媒体演示.基本内容备注第5节 行列式按行(列)展开定义 在 阶行列式中, 把元素 所处的第 行、第 列划去, 剩下的元素按原排列构成的 阶行列式, 称为 的余子式, 记为;而 称为 的代数余子式.引理 如果 阶行列式中的第 行除 外其余元素均为零, 即: .则: .证 先证简单情形:再证一般情形:定理 行列式等于它的任意一行(列)的各元素与对应的代数余子式乘积之和, 即按行: 按列: 证:(此定理称为行列式按行(列)展开定理)nnn n ini i n a a a a a a a a a D212111211000000+++++++++=nnn n in n nnn n i n nn n n i n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 21112112121121121111211000000+++=).,2,1(2211n i A a A a A a in in i i i i =+++=例1 : . 解:例2: 21122112----=n D解: 21122112----=n D 211221100121---=+++nr r)()()()()()21331122213311n n n n n n n x x x x x x x x x x x -----, 并提出因子 )()2321111--n n n x x x x x x()1-n 阶范德蒙行列式(1n x x -行列式一行(列)的各元素与另一行(列)对应各元素的代数余子式乘积之和为零第( 4 )次课授课时间()1.教学内容: 克拉默法则;2.时间安排: 2学时;教学方法: 讲授与讨论相结合;4.教学手段: 黑板讲解与多媒体演示.4.教学手段:黑板讲解与多媒体演示.基本内容备注第(5)次课授课时间()1.教学内容: 矩阵;矩阵的运算;2.时间安排: 2学时;3.教学方法: 讲授与讨论相结合;4.教学手段: 黑板讲解与多媒体演示。
线性代数与空间解析几何01-第34节 向量空间的基、维数与向量的坐标_34

T
T
,
n
中任一向量都可由这个向量组ε1,ε2 ,,εn线性表
示,
所以
ε ,ε 12
, ,εn是Rn的一个基,
dim
Rn
n.
而向量空间
V1
x
0,
x 2
, ,
x n
T
|
x2
, ,
xn
∈R
的维数是n-1, dimV1 n 1.
4.3 向量组的秩
4.3.4 向量空间的基、维数与向量的坐标 1. 向量空间的基与维数概念 说明(:1)规定零空间的维数是0.
(2)若把向量空间V看作向量组, 那末V 的基就是向量组的极大无关组, V 的维数就是 向量组的秩.
(3)由 1,2,,m所生成的向量空间
V x 1122mm|1,,mR
与向量组1,2,,m等价, 向量组1,2,,m
的极大无关组是V的一个基, 其秩就是V的维数.
4.3 向量组的秩
4.3.4 向量空间的基、维数与向量的坐标
称向量组 1,2, ,r是向量空间 V 的一个基, 数r
称为向量空间V的维数, 记为dimV ,并称V为
r 维向量空间.
4.3 向量组的秩
4.3.4 向量空间的基、维数与向量的坐标
1. 向量空间的基与维数概念
ε2
(例0,1如,, ,R0)n中,的,基ε 本 (单0,位0,向,1量) 组线性ε1 无(1关,0,,且,0R)nT
但这两个坐标向量有着必然联系.
4.3 向量组的秩
4.3.4 向量空间的基、维数与向量的坐标
3. 基变换公式和过渡矩阵
设1,2, ,n及1,2, ,n为 n维向量
空间 Rn 的两个基,并且
线性代数与空间解析几何01-第19节 矩阵的运算(二)_19

3.2 矩阵的运算
本节基本要求
u 了解矩阵的线性运算 u 掌握矩阵的乘法 u 了解矩阵转置的性质 u 了解方阵多项式及方阵行列式的的性质
本节重点、难点
u 重点:矩阵的乘法 u 难点:矩阵的乘法及其性质,矩阵的
转置及其性质
3.2 矩阵的运算
第3讲 矩阵的运算(二)
3.2 矩阵的运算
本讲主要内容
u方阵的幂 u矩阵的转置 u方阵的行列式 u共轭矩阵 u小结与思考题
线性代数与空间解析几何
第3章 矩阵
本章主要内容
u 3.1 矩阵 u 3.2 矩阵的运算 u 3.3 矩阵的初等变换 u 3.4 逆矩阵 u 3.5 矩阵的分块 u 3.6 矩阵的秩
3.2 矩阵的运算
本节主要内容
u矩阵的加法 u矩阵的数乘 u矩阵的乘法 u方阵的幂 u矩阵的转置 u方阵的行列式 u共轭矩阵
0 1 0 1
证 显然n = 1时, 等式成立, 假设n=k时等式 成立, 即 1 k 1 k .
0 1 0 1
当n=k+1时, 有 1 k1 1 k 1 1 k 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
3.2 矩阵的运算
3.2.4 方阵的幂 例 3.2.4 试证 1 n 1 n (n 1, 2,).
2 1
3 2
,
1 则AT 2
3
3 1. 2
矩阵转置的运算律 (假设运算都是可行的):
(1) (AT)T = A;
(2) (A+B)T =AT + BT;
(3) (kA)T = kAT (k为数);
(4) (AB)T = BTAT .
对有限个矩阵乘积的转置, 有
( A1A2 As )T
线性代数知识点总结

n ( n 1) 2
将 D 主对角线翻转后(转置),所得行列式为 D3 ,则 D3 D ;
;
③、上、下三角行列式( ◥ ◣ ):主对角元素的乘积; ④、 ◤ 和 ◢ :副对角元素的乘积 (1) ⑤、拉普拉斯展开式:
n ( n 1) 2
;
A O A C C A O A A B 、 (1) m n A B C B O B B O B C
行阶梯形矩阵满足的条件: (1) 零 行 ( 元 素 全为 零 的 行 ) 位 于 矩阵 的 下 方 ; (2) 各 非 零行 的 首 非 零 元 ( 从 左 至右 的 第 一 个 不为 零 的 元 素 ) 的 列 标随 着 行 标 的 增大 而 严 格 增 大 ( 或 说 其列 标 一 定 不 小于 行 标 ) ; 行最简形矩阵 (1) 各 非 零行 的 首 非 零 元都 是 1 ; (2) 每 个 首非 零 元 所 在 列的 其 余 元 素 都是 零 ; 矩 阵 A 的 标 准型 D 具 有 的特 点 : D 的 左 上角 是 一 个 单 位矩 阵 , 其 余 元素 全 为 0 ; 定 理 1 : 任 意一 个 矩 阵 A=(a ij ) m×n 经 过 有限 次 初 等 变 换, 可 以 化 成 下列 标 准 形 矩 阵 定 理 1’ : 任 一矩 阵 A 总 可 以经 过 有 限 次 初等 行 变 换 化 为行 阶 梯 形 矩 阵, 并 进 而 化 为行 最 简 形 矩 阵
5. 6.
余子式和代数余子式的关系:余子式: 代数余子式: 行列式的性质: 将 行 列式 D 的 行 与列 互 换 后 得 到的 行 列 式 , 成为 D 的 转 置行 列 式 , 记 为 D T 或 D’ 性 质 1 : 行 列式 与 它 的 转 置行 列 式 相 等 ; 性 质 2 : 交 换行 列 式 的 两 行 ( 列 ) , 行 列式 变 号 ; 推 论 1 : 若 行列 式 有 两 行 ( 列 ) 的对 应 元 素 相 同, 则 此 行 列 式为 零 ; 性 质 3 : 用 数 k 乘 行 列式 的 某 一 行 ( 列 ) , 等 于用 数 k 乘 以 此行 列 式 ; 推 论 2 : 行 列式 的 某 一 行 ( 列 ) 中 的 所有 元 素 的 公 因子 可 以 提 到 行列 式 符 号 的 外面 ; 推 论 3 : 行 列式 中 若 有 两 行 ( 列 ) 元 素 成比 例 , 则 此 行列 式 为 零 ; 性 质 4 : 若 行列 式 的 某 一 行 ( 列 ) 的 元 素都 是 两 数 之 和, 则 此 行 列 式等 于 将 该 行 ( 列 ) 拆 开 的两 个 行 列 式 之 和; 性 质 5 : 将 行列 式 的 某 一 行 ( 列 ) 的 所 有元 素 都 乘 以 数 k 后 加 到另 一 行 ( 列 ) 对 应 的位 置 的 元 素 上, 行 列 式 的值 不 变 ;
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5 )行列式中某一行 ( 列 ) 的所有元素的公因子可 以 提到行列式符号的外面 . 6 )行列式中如果有两行( 列 ) 元素成比例, 则此行列 式为零 . 7 )若行列式的某一列( 行 ) 的元素都是两数之和, 则 此行列式等于两个行列 式之和. 8 )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, 行列式的值不变. 9 )行列式可按行(列)展 开:行列式某一列( 行 ) 的元素乘以其代数 余 子式.
能乘任意一个不等于1的系数
六、克莱姆法则
a 11 x 1 a 12 x 2 a 1n x n b1 , a 21 x 1 a 22 x 2 a 2 n x n b 2 , 如果线性方程组 a n1 x 1 a n 2 x 2 a nn x n b n . 的系数行列式 D 0, 那么它有唯一解 Dj , j 1,2, , n. xj D 其中 D( j j 1, 2, , n)是把系数行列式D中第j列 换成常数项b1 , b2, b n 所得到的行列式 .
在 n 阶行列式中,把元素 a ij 所在的第 i 行和第 j 列划去后,留下来的 n 1 阶行列式叫做元素 a ij 的余子式,记作 M ij .
记
Aij 1
i j
M ij, 叫做元素 a ij 的代数余子式.
例如
a11 a 21 D a 31 a 41
a12 a 22 a 32 a 42
a13 a 23 a 33 a 43
a14 a 24 a 34 a 44
a11 M 23 a 31 a 41
a12 a 32 a 42
a14 a 34 a 44
2 3 A23 1 M 23 M 23 .
五、行列式的性质 (6个性质3个推论 )
1)行列式与它的转置行列式相等, 即D DT . 2 )互换行列式的两行( 列 ),行列式变号. 3 )如果行列式有两行( 列 )完全相同, 则此行列式 等于零 . 4 )行列式的某一行( 列 )中所有的元素都乘以同 一数k , 等于用数 k 乘此行列式.
一、排列的逆序数
规定各元素之间有一个标准次序, n 个不同 的自然数,规定由小到大为标准次序. 定义 在一个排列 i1 i2 it i s in 中,若数 it i s 则称这两个数组成一个逆序. 定义 一个排列中所有逆序的总数称为此排列的 逆序数. 方法 分别计算出排列中每个元素前面比它大的数码 个数之和,即算出排列中每个元素的逆序数,每个 元素的逆序数之总和即为所求排列的逆序数.
上三角行列式
0 0 a11
a11a22 ann .
下三角行列式 a21
a n1
对角行列式
1 2
1 2
n
n
12 n ;
0 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 0
1
n n1 2
12 n .
24.
四、余子式与代数余子式
定理
如果齐次线性方程组
a 11 x 1 a 12 x 2 a 1n x n 0, a 21 x 1 a 22 x 2 a 2 n x n 0, a n1 x 1 a n 2 x 2 a nn x n 0. 的系数行列式D 0, 那么它没有非零解 .
二、n阶行列式的定义
a11 a12 D a21 a22 a n1 a n 2
p1 p2
a1n a2 n ann
pn
1
pn
p1 p2
a1 p1 a2 p2
anpn
其中 p1 p2
pn 为自然数 1, 2, ,n 的一个排列,
为这个排列的逆序数.
说明 1.行列式是一种特定的算式; 2.
定理
如果上述齐次线性方程 组有非零解,则
它的系数行列式必为零 .
计算行列式的方法
(1)观察行列式的特点,若能利用性质化行列式 两行相同或成比例,则行列式为0; (2)利用性质把行列式化为上三角形行列式,从 而算得行列式的值.
特别注意—要变的行前面系数只能是1,即不
能乘任意一个不等于1的系数来自用降阶法计算行列式利用行列式的性质将所给行列式的某 行(列)化成只含有一个非零元素,然后 按此行(列)展开,每展开一次,行列式 的阶数可降低1阶,如此继续进行,直到 展开成二阶行列式. --适用阶数不高的数字行列式 特别注意—要变的行前面系数只能是1,即不
n阶行列式是 n!项的代数和;
3. n 阶行列式的每项都是位于不同行、不同 列 n 个元素的乘积; 4. 一阶行列式 a a不要与绝对值记号相混淆;
5.
a1 p1 a2 p2 anpn 的符号为 1 .
三、特殊的行列式
a11 a12 a22 0 0 a22 an 2 a1n a2 n ann 0 0 a a a . 11 22 nn ann