第二章行列式习题解答
线性代数简明教程 (第二版)科学出版社第二章、行列式习题答案

a
(a 0)Dn 0 0n 0n2 an an2 综上所述, Dn an an2
8.(1)当 A 0 时 ,利用反证法.
假设 A 0
( A )( A )1 E
A A(A)(A)1 A E(A)1 O
A 0
A 0
第二章
行 列 式习题答案
1.
利用三阶行列式求解方程组x21x1
2
x2 x2
x3 3x3
2 1
1 2 1
x1 x2 x3 0
D 2 1 3 50
1 1 1
1 2 2
D3 2 1 1 5
2 2 1
1 1 0
D1 1 1 3 5 0 1 1
1 2 1 D2 2 1 3 10
1 0 1
xi
Di D
x1 x2
1 2
x3 1
2. 当x取何值时,
3 4
1 x
x 0 0
10x
2x(x 2) 0
x0 且 x2
3. 求下列排列的逆序数
(1) (315624) 6
(2) (13 (2n 1)24 (2n)) n(n 1)
A E A E 0 E AB
a1 0 an
1 1 1 1
a1 a2
an
a1a2 an 1 1 0
1 0 1
n
c1
i2
ci
1 1 1 1 1 1
a1 a2
an a2
an
a1a2 an
0
1 0
《线性代数》(经科社2013版)习题解答

5. A2 − 2A − 4E = O ⇒ A2 − 2A − 3E = E ⇒ (A + E )(A − 3E ) = E , 故(A + E )−1 = (A − 3E ).
3(A − E )−1 A = 3(A−1 (A − E ))−1 = 3(E − A−1 )−1 , 其中A−1 = 9. AA∗ = |A|E ⇒ 10.
−1 1
2
1 (4)A31 + A32 + A33 + A34 = 3 1
2 3 1
−3 6 3 1 3 1 .
3 4 1 8 3.(1)第i行减去末行的ai 倍(i = 1, 2, · · · , n), 再按末列展开. (2)仿教材例1.4.4. (3)从第一行开始, 上一行的x倍加到下一行, 再按末行展开. (4)按末列展开. 4.(1)见《线性代数学习指导》P25例25. (2)见《线性代数学习指导》P26例26. 或: 第一行减去第二行, 按第一行展开, 得递推关系式; 列同样 处理. 联立解之. 注: ::::::::: 此题较难,::::::::::: 可不作要求. (3)从第一行开始, 用上一行消下一行, 化为上三角行列式. 1 5. M11 + M21 + M31 + M41 = A11 − A21 + A31 − A41 = −1 1 −1 1 A11 + A12 + A13 + A14 = 1 −1 1 1 3 1 0 1 1 −5 3 −3 . −5 1 3 −4 2 0 1 1 −5 3 .
i=1 i=1 i=1
注: :::::::::::::::::::::::::::::::::: 要牢记矩阵乘法的口诀“前行乘后列”.
华东理工大学线性代数习题答案-第二章

第二章 行列式一、习题解答2.1(1)解:逆序数(4132)4τ= (2)解:(36195)4τ= (3)解:(3)(2)(21(1)...3)12n n n n τ---=+2.2解:根据行列式的定义,每个乘积均由来自不同行不同列的元素组成,当来自不同行不同列的元素的行标为自然排列时,其列标的逆序数决定了该乘积项的符号,根据观察,出现4x 的只有主对角线上的四个元素的相乘项11223344a a a a ,该项为(1234)(1)236x x x x x τ-⋅⋅⋅⋅=,故4x 的系数为6,而可以出现3x 的乘积项有两项,它们是1221334414223341,,a a a a a a a a 即分别为3)4231(3)1234(33)1(,331)1(x x x x x x x x -=⋅⋅⋅⋅--=⋅⋅⋅⋅-ττ两项相加,即知3x 的系数为6-。
2.3(1)解:将行列式的2,3,4列全加到第一列后,再提公因子,得原式=121314(1)(1)(1)3111111111113011101101003331(1)(1)(1)3310111010010311011100001r r r ----===⋅⋅-⋅-⋅-=--- (2)解:原式=5514000100200275(1)51(1)036036941011410115++⋅-=⋅⋅--=130352(1)10(01043)120410+-⋅⋅-=-⋅⋅-⋅=(3)解:原式=1213142112312311(1)359(1)(1)3293(1)32581752418252212215+++⋅-+-⋅-+⋅-=--=-----(4)解:原式=342312222222222222(1)22222222(1)(1)222222221234213243543243546543546576r r r -------=--------=14916149163579357905791122227911132222==(5)解:原式=12312312456133310025789333=⋅=⋅= 2.4(1)解:原式=2()12()2()12()1x y yx y yx y x y x yxx y x yx x y xyxy+++++=+++=12()02()10yx yx yx y xy x y x y xx yx+-+-=+⋅⋅----=22332()()2()x y x xy y x y ⎡⎤+--+=-+⎣⎦(2)解:原式=1411(1)0a b cb ac b a cb ac b a cc a a b b c c a a b b c b c ab c a+------=⋅------- =1()11ab c a b cbcc aa b b c c a b a b c a b bc a b c a c a -------==++ =21()0()()()()0bca b c a b b c a b c a b a c b c c b a c⎡⎤++--=++--+-⎣⎦--=3333a b c abc ++-(3)解:原式2143(1)(1)0011001111111100001111111111r r x x x xxyy y y y----==--= 22111111111100110000110011y x y x xy yx xy=--=--2.5(1)证:将左端行列式的底2,3列加到第一列,则第一列元素全为零,由行列式性质, 得证。
线性代数第二章习题解答

线性代数第二章习题解习题一A 组1.计算下列二阶行列式 (1)521-12= (2)012896= (3)2222ba ab b a b a-= (4)11112322--=++-x x x x x x2.计算下列三阶行列式(1)132213321=1+8+27-6-6-6=18 (2)5598413111=(3)7140053101-=- (4)000000=d c b a3. 当k 取何值时,10143k kk -=0.解:10143kkk -0)3(0)(02-----++=k k , 得 0342=+-k k , 所以 1=k 或 3=k 。
4.求下列排列的逆序数.解:(1) 512110)51324(=++++=τ. (2) 8142010)426315(=+++++=τ. (3) 21123456)7654321(=+++++=τ. (4) 1340423000)36715284(=+++++++=τ.5.下列各元素乘积是否是五阶行列式 ij a 中一项?如果是,该项应取什么符号? 解:(2) 不是. 因为 5145332211a a a a a 中有俩个元素在第一列. (3) 是. 对应项为534531*********)1(a a a a a )(τ-1021)24153(+++=τ 所以该项应取负号。
6.选择i , j 使j i a a a a a 54234213成为五阶行列式 ij a 中带有负号的项解: 当 )5,1(),(=j i 时, 30102)31425(=+++=τ, 是奇排列.当 )1,5(),(=j i 时, 81232)35421(=+++=τ, 是偶排列. 所以 i = 1, j = 5.8.利用行列式性质计算下列行列式.解: (1)111212321-23043032123121----+-+-r r r r 620043032132-=--+-r r(2)6217213424435431014327427246-621721100044354320003274271000123c c c ++621721144354323274271103=.62110014431002327100110323c c +-621114431232711105=31212rr r r +-+-294002111032711105--=294105⨯(3)1111111111111111---820000200002011114,3,21-=---=+-i r r i(4) 1502321353140422-----15023213531402112-----=11203840553002112234413121-----+++r r r r r r11205100046100211223424-----+-+-r r r r 7130051000461002112242------+-r r 7130012004610211)5(2-----=02700120046100211)5(2743----+r r 27002100641020111043---↔c c 270-=.(5)y y x x -+-+1111111111111111y y y x x x c c c c --+-+-11011010110123412y y x x r r r r --+-+-00011000010124321 y y x x--=000110001010122320001000010101y x yy x xr r =--+(6)d c b a c b a b a a d c b a c b a b a a d c b a c b a b a a d c b a ++++++++++++++++++3610363234232cb a b a ac b a b a a cb a b a a dc b a i r r i 36103630234232004,3,21+++++++++=+-b a a b a ac b a b a ad c b a r r r r 373002000324232++++++-+-44300020003a ab a a cb a b a a dc b a r r =+++++-9.用行列式性质证明:(1) 333332222211111c c b kb a c c b kb a c c b kb a ++++++=333222111c b a c b a c b a证明: 333332222211111c c b kb a c c b kb a c c b kb a ++++++33332222111123c b kb a c b kb a c b kb a c c ++++-33322211112c b a c b a c b a c kc +-. (2) efcf bfde cdbdaeac ab---=abcdef 4 证明: ef cfbf de cd bdaeac ab---d c b e c b e c b abf ---的公因子提取各行111111111---abfbce 的公因子提取各列202001113121-++abcdef r r r r 20002011123--↔abcdef r r abcdef 4=. (3) yy x x ++++1111111111111111y x xy y x 222222++=证明: y y x x ++++1111111111111111=yy x x +++++++1110111101111011111y y x +++=1111111111111111 y y x x ++++111011*********y y x 0000000001111=y y x x +++++++110101101011101101 y y xx y y xxy +++++++=1010011001010101000000011101112yy x x y xx xy xy +++++=10001001001001100110011011022 y y x x y x x xy +++=100010010010000110011011022=+++=)1(2222y y x y x xy 222222y x y x xy ++. 10.解下列方程:(1)0913251323222321122=--x x解: 由2243212240005132320321129132513232223211x x r r r r x x ----+-+---22314000131032032112x x r r ------+-22221240001310332003211x x x r r x -------+2222340003320013103211x x x r r ------↔)4)(32(22x x ---= 得 0)4)(32(22=---x x 所以 2=x 或 2-=x .(2)0011101101110=x x xx解: 由=++++=+01110110122224,3,20111011011101x x x x x x x i r r x x x x i 0111011011111)2(x x xx + 111011*********)2(413121-------++-+-+-x x x x x x r r r xr r r xx xx x x x r r -------++10011010101111)2(43x x x x x x x x x x x x x x x r r x ------+=----+----++-100)1(0010101111)2(100)1)(1(10010101111)2()1(32xx xx x x ----⨯-+=1)1(1011)2(=})1(){1)(2(22x x x x -+-+2)2)(2(x x x -+-= 得 0)2)(2(2=-+x x x , 所以 021==x x ,23=x , 24-=x . 15. 用克莱姆法则解下列线性方程组:(1)⎩⎨⎧=+=+2731322121x x x x解:由系数行列式57332==D 172311==D 123122==D5111==D D x , 5122==D D x . (3) ⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-=+-445222725 1243321321321x x x x x x x x x解: 由系数行列式 638701702112452181211245272524331212313=--+-+----+-+----=r r r r r r r r D=--+-+---=41143786220124454722224131211c c c c D 63126002312545322442722521331212=---+-+-=r r r r D189107017703112452148131124522225143312123133=--+-+---+-+----=r r r r r r r r D得 111==D D x , 222==D Dx ,333==DD x .16.判断下列齐次方程组是否有非零解:(1) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-+=-+-=++--=+-+0320508307934321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x解:由系数行列式3211151118137931------=D 47208144022198079313413121------+-+-+r r rr r r 0472814422198=-----= (第一、二行对应元素成比例) 此齐次方程组有非零解.(2). ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-++=+++=-++=+-0302430332022432143214321421x x x x x x x x x x x x x x x解:由系数行列式3015111104)1(2301511122)1(30015011313210221131214331321022********---+----=----+-+----=+rr r r r r D0131114≠=---=此齐次方程组只有唯一的非零解.17. 若齐次线性方程组 ⎩⎨⎧=-+=+-0)2(504)3(y x y x λλ 有非零解.则λ取何值?解:由系数行列式 )2)(7(14520)2)(3(25432+-=--=---=--=λλλλλλλλD其齐次线性方程组有非零解,则 7=λ 或 2-=λ.习题二A 组1.计算下列矩阵的乘积.(1) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2312521131.解: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2312521131⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯⨯+-⨯⨯-+⨯⨯-+-⨯⨯+⨯⨯+-⨯=12111577251253)2(22)1(113)1()2(1231133)2(1. (2)()0111132=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---(3) ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-35002103531152112401321214.解: ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-35002103531152112401321214⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=10316665350021161167923. (4)()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321333231232221131211321x x x a a a a a a a a a x x x解:()⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛321333231232221131211321x x x a a a a a a a a a x x x =233322222111x a x a x a +++212112)(x x a a ++313113)(x x a a ++323223)(x x a a + 2. 计算下列各矩阵:(1) 52423⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--. 解: 52423⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--22423⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=22423⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--2423⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=4421⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--4421⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--2423 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=81267⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--2423⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=8423.(2)2210013112⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ 解: 2210013112⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡433349447 (3) n⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1011.解: n ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1011n⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=00101001=nn n nn n n ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--0010001010012)1(001010011001221+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=1001⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛101000n n , 其中 20010⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=30010⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=00000010n. (4) n⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛λλλ001001 解: n⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛λλλ001001=n ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000100010000000λλλn⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=000100010100010001λ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=---- 222110001000101000100012)1(000100010100010001100010001n n n n n n n n n λλλ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-0000002)1(0000000000000002n nn n n n n n n n λλλλλλ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-nn nn nnn n n n λλλλλλ0002)1(1其中 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0000001000001000102,⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0000000000001000100001000103n. 5. 证明:对任意n m ⨯矩阵A ,A A T与TAA 都是对称方阵;而当A 为n 阶对称方阵时,则对任意n 阶方阵C ,AC C T 为对称方阵.证明: (1)A A T为n 阶方阵, 又A A A A T T T =)( A A T∴为n 阶对称方阵同理TAA 为m 阶对称方阵(2)AC C T为n 阶方阵, A 为n 阶对称方阵 A A T=∴ 又 AC C AC C T T T =)(AC C T∴为n 阶对称方阵6.设C B A ,,均为n 阶方阵.证明:如果CA A C AB E B +=+=, 则.E C B =-解: 由已知 E B A E E AB B =-=-)(, 则 B A E =--1)(.且 A CA C =- 即 A A E C =-)(, 则 AB A E A C =-=-1)(. 得 E AB B C B =-=-.8.(3)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=122341213A解:25=A 1011=A 521=A 531-=A712-=A 122-=A 1132=A 613-=A 823-=A 1333=A⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----=-1386111755102511A9. 解下列矩阵方程: (1) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛23123512X 解: 由 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-251335121,得 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-1161923122513231235121X .(3) ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛021102341010100001100001010X 解: 由 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=--01010000102110234110000101001010000102110234110000101011X⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=201431012010100001021341102, 即 ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=201431012X .11. 设 B A AB A -=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=2,011002100, 求.B解: 由已知 ,2)(,2A B E A A B AB =+=+因 01622)(3≠-===+=+A A B E A B E A1)(-+E A 存在, 则 A E A B 2)(1⋅+=-由 ()⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----−→−++-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=+22240420001021010120220042001110121012,3121r r r r A E A⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----−−→−++-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----−→−+--31322211310001000121626404200200210101321231332r r r r r r r所以 ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=⋅+=-31322211132)(1A E AB .12.设B A ,均为n 阶方阵,E 为n 阶单位阵,证明: (1) 若,AB B A =+ 则E A -可逆;(2) 若O E A A =+-432 则E A -可逆,并求-1)(E A -. 解: (1)由已知 E E B A AB =+--, 即E E B E A E E B E B A =--=---))((,)()(,所以 E A -可逆,且E B E A -=--1)(. (2)由已知 E E A E A A E E A AE AA 2)(2)(,222-=----=+--,,2))(2(E E A E A -=-- 所以 E A -可逆,且A E E A E A 21)2(211--=--=-)(. 14.设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=1100210000230012A , 求 4,AA 及1-A . 解: 33111212312=⨯=---=A ,由⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛7-48-7-11-2197168-56-9723-1-244,, 所以 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----=7400870000971680056974A . 由⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛112-13111-21231223-1-2-1-1,, 所以 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=31310032-3100002300121-A . 15. 用初等变换把下列矩阵化为标准形:(1) ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=02-112321-1A解: ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=02-112321-1A ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+⎪⎪⎪⎭⎫-- ⎝⎛+-+-100010001)1(1001101012-1-05-5021-133********r r r r r r r r r16.求下列各矩阵的秩:(2)⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----=61331311405133312A ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----↔3312311405136133141r r ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----+-+-+-152970275313018348061331243413121r r r r r r⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----+-152970275313035106133124r r ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-------+-+-66001212003510613317134232r r r r ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-------→1212006600351061331⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----→00006600351061331 所以3)(=A R 17.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=110101011A ,⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=a a a B 111211,且矩阵AB 的秩为2,求a解:因为2)(=AB R ,所以B A AB ==0 又因为0≠A , 所以0=B 即01=+-a 1=⇒a。
线性代数 北京理工大学出版社 习题解答

第一章 行列式学习要求1. 理解二阶与三阶行列式的概念,熟悉掌握二阶与三阶行列式的计算方法,会求二元、三元一次线性方程组的解;2. 理解n 级全排列、逆序数的概念和排列的奇偶性;3. 理解n 阶行列式的概念和n 阶行列式的等价定义,会用行列式的定义计算对角、三角行列式和一些简单的特殊的n 阶行列式;4. 掌握行列式的根本性质,会利用“化三角形〞方法计算行列式;5. 理解余子式、代数余子式的概念,掌握行列式按行〔列〕展开定理,会用降阶法计算行列式;6. 掌握克莱姆法那么,了解未知量个数与方程个数一样的方程组解的判定定理,会运用克莱姆法那么讨论齐次线性方程组的解.§1.1 二阶与三阶行列式1. 计算二阶行列式: (5)22322211(1)(1)1;1x x x x x x x x x x -=-++-=--++ 2.计算三阶行列式:(2) 10135050(12)0007;041-=++----=-3.求解方程34100.01x D x x =-=解 2341043(1)(3)0,01x x x x x x x -=-+=--=由故原方程的解为.31==x x 或4.用行列式解以下方程组:(1)1212323,43 1.x x x x -=⎧⎨-+=-⎩ (2)12312312320,21,2 3.x x x x x x x x x ++=⎧⎪-+=⎨-+=⎪⎩解(1) =D 329810,43-=-=≠-1D =32927,13-=-=-=2D333129,41=-+=-- 故所求的方程组有唯一解:127,9.x x ==(2) =D 12121122211880,112-=-+-++-=-≠-=1D 4213111120=--,=2D 4231112101=,=3D 12021112,113-=--故所求的方程组有唯一解:.23,21,21321=-=-=x x x6. 当x 取何值时,23130.123x x ≠解 223133963(1)(2)0,123x x x x x x =-+=--≠由 解得.21≠≠x x 且§1.3 n 阶行列式的定义1. 写出四阶行列式中含有因子3422a a 的项.解 利用n 阶行列式的定义来求解.行列式的阶数是四,每一项都要有4个元素相乘,题目已给出了两个因子,那么还有两个元素还未写出,由于因子3422a a 的行标已经取了2,3,列标取2,4,所以剩下因子的行标只能取1,4,列标只能取1,3,因此未写出的因子为4311a a 和4113a a .又因为(1243)1τ=,(3241)4τ=,所以四阶行列式中含有因子3422a a 的项为(1243)11223443(1)a a a a τ-和(3241)13223441(1)a a a a τ-,即11223443a a a a -和13223441a a a a .3. xx x x xx f 21123232101)(=,用行列式的定义求3x 的系数.解 )(x f 的展开式中含3x 的项只有一项:(2134)3(1)1x x x x τ-⋅⋅⋅=-,故3x 的系数为1-.4. 利用行列式的定义计算以下行列式:(2)244321)1(0400000300201000)4213(=⨯⨯⨯-=τ; 解析 由n 1行只有一个非零元素1,先取114=a ,那么第1行和第4列的元素不能再取了,再考虑第2行的元素,第2行只能取222=a ,那么第2行和第2列的元素也不能再取了,对第3行的元素而言,此时只能取331=a ,那么第3行和第1列的元素不能再取了,最后第4行的元素只能取443=a ,那么行列式的结果为244321)1(43312214)4213(=⨯⨯⨯=-a a a a τ;补充练习1. 由行列式的定义写出xxxx x x D 221321213215=的展开式中包含3x 和4x 的项.解 D 的展开式中含4x 的项只有一项4)1234(1025)1(x x x x x =⋅⋅⋅-τ,而含3x 的项有两项(2134)(1)12x x x τ-⋅⋅⋅和(4231)(1)3x x x τ-⋅⋅⋅,从而展开式中含3x 的项为:333)4231()2134(5323)1(21)1(x x x x x x x x x -=--=⋅⋅⋅-+⋅⋅⋅-ττ.行列式的性质1. 利用行列式的性质计算以下行列式:(2) 111111111ab ac ae bdcd de abcdef bf cf ef ------=--------2131111002022r r abcdef r r --+-+--231110224;002r r abcdef abcdef --↔---=--(3) 由于每一行(或列)的和都是等于6,故将第2,3,4行都乘以1加到第一行,再提取公因子6,利用性质5化成三角形行列式即可求值.311166661111111113111311131102006648;11311131113100201113111311130002==== (4)21312341(3)121212121212(1)(1)3011064702391204041204122241100130013r r r r r r r r +----+-+---------+-----4332121212121()(2)02390239510.005200052000130001r r r r --+-+-----=-----2. 证明以下等式:〔2〕0)3()2()1()3()2()1()3()2()1()3()2()1(2222222222222222=++++++++++++d d d d c c c cb b b b a a a a ;〔3〕0111111111332313322212312111=+++++++++y x y x y x y x y x y x y x y x y x ; .证明(2) 把行列式中的括号展开,第1列乘以-1加到其它列,化简行列式.22222222222222222222(1)(2)(3)214469(1)(2)(3)2144690(1)(2)(3)214469(1)(2)(3)214469a a a a a a a ab b b b b b b bc c c c c c c cd d d d d d d d ++++++++++++==++++++++++++; (3) 由性质4,将D 的第1列拆开,得+++++++=332332223121111111111y x y x y x y x y x y x D 332313322212312111111111y x y x y x y x y x y x y x y x y x ++++++, 将第1个行列式的第1列乘以-1加到第2、3列,第2个行列式第1列提取1y ,得+=332332223121111y x y x y x y x y x y x D 3323332222312111111111y x y x x y x y x x y x y x x y ++++++,将第1个行列式第2、3列提取32,y y ,将第2个行列式的第2列、第3列分别拆开,最后可得如下行列式,+=33221132111x x x x x x y y D 1113112112131222322222223333333233233111111111111x x x y x x y x x y x y y x x x y x x y x x y x y x x x y x x y x x y x y ⎛⎫⎪+++ ⎪ ⎪⎝⎭000=+=;3. 计算以下n 阶行列式.(1)xx x111111; (2)n222232222222221;解 (1)把第n ,,3,2 列分别乘以1加到第1列,得到第1列的公因子)1(-+n x ,提取公因子之后,再给第1行乘以)1(-加到第n ,,3,2 行,化成上三角形行列式,得到行列式的值.11(1)1111111(1)111[(1)]11(1)111x x n x x n x x x n xx n xx+-+-==+-+-1111010[(1)][(1)](1)01n x x n x n x x --=+-=+---;(2) 把第2行乘以(-1)分别加至其余各行,再把第1行乘以2加至第2行,得122222222232222n=2-000010022220001-n)!2(22-000010022200001--⋅-==n n ; 4. 求方程01111111111111111=++++λλλλ的根.解 第1行乘以)1(-加到第4,3,2行,得如下行列式:111100,0000λλλλλλλ+---再将上述行列式的第2,3,4列乘以1加到第1列,化成上三角形行列式.34111000(4),000000λλλλλλ+=+即可求出根:40-==λλ或.补充练习2. 行列式2333231232221131211=a a a a a a a a a ,求行列式332313231332221222123121112111323232a a a a a a a a a a a a a a a ------的值.解 332313231332221222123121112111323232a a a a a a a a a a a a a a a ------3323132313322212221231211121113332a a a a a a a a a a a a a a a ------= +---=3323231332222212312121112a a a a a a a a a a a a 3323131332221212312111113332a a a a a a a a a a a a ------ +=2323132222122121112a a a a a a a a a 3323133222123121112a a a a a a a a a ---=11121321222331323324a a a a a a a a a -=-.§1.5 行列式按行〔列〕展开1. 求行列式204502311--中元素5与2的代数余子式. 解 元素5的代数余子式为212104(1)4,11A +=-=--元素2的代数余子式为232320(1) 2.31A +-=-=--2. 四阶行列式第3行元素依次为4、3、0、-2,它们的余子式依次为2、1、-1、4,求行列式的值.解 由行列式按行〔列〕展开定理,得3131323233333434313233344(1)23(1)10(1)(1)(2)(1)4830813.D a A a A a A a A ++++=++++=⨯-⨯+⨯-⨯+⨯-⨯-+-⨯-⨯=-++= 3. 求以下行列式的值〔2〕1234101231101205---3141(1)(2)c cc c +-+-1222100031461217-----212221(1)146217+=⨯------2131(1)(1)c c c c +-+-2135239------11352(1)24;39+--=-⨯-=---〔3〕所求行列式为四阶范德蒙行列式,由范德蒙行列式的展开公式,得231111122(21)(21)(22)(1)(2)[(2)]14418812(1)(2)(2).xx x x x xx x x -=----------=--+4. 讨论当k 为何值时,行列式11001200003003k k k≠. 解1100120003003k k k21(1)c c +-10001120003003k k k-111201(1)0303k k k+-=⨯- 113(1)(1)(1)(3)(3),3k k k k k k+=-⨯-=--+所以,当1k ≠,且3k ≠,且3k ≠-时,11001200003003k k k≠. 5. 计算n 阶行列式 (3)按第1列展开,得112111000012100012002(1)(1),000210012n n D D ++-=-+-上式右端的行列式再按第一行展开,得122,n n n D D D --=-移项,得 112n n n n D D D D ----=-, 递推,得 11223212121,12n n n n n n D D D D D D D D ------=-=-==-=-=从而得112211,1,,1,n n n n D D D D D D ---=+=+=+把上面1n -个等式相加,得1121 1.n D D n n n =+-=+-=+7.设四阶行列式4,a b c d c b da D dbca ab dc =试求14243444A A A A +++的值,其中4i A 〔1,2,3,4i =〕为行列式4D 的第4列第i 行的元素的代数余子式.解 根据行列式按行〔列〕展开定理的推论,有12142224323442440,a A a A a A a A +++=即 1424344414243444()0,bA bA bA bA b A A A A +++=+++=142434440.A A A A +++=§1.6 行列式的应用1. 用克莱姆法那么解线性方程组〔3〕1234123423412321,22,233,5.x x x x x x x x x x x x x x +-+=⎧⎪+-+=⎪⎨++=⎪⎪++=⎩解:2111121101231110D --=2414(1)(2)r r r r +-+-4101311310121(1)121180,0123123111+-----=--=-≠ 所以方程组有唯一解. 又11111221118,3123511D --==-22111121136,0323151D --==-32111122136,01331150D ==-42111121218,01231115D --==所以方程组的解为1118118D x D -===-, 2236218D x D -===-, 3336218D x D -===-,4418118D x D ===--.2.λ满足什么条件时,线性方程组1231231231,32,31,x x x x x x x x x λλ+-=⎧⎪-+=⎨⎪-+=⎩ 有唯一解?解 由克莱姆法那么知,当系数行列式0D ≠,线性方程组有唯一解,1113113D λλ-=--1232(3)r r r r ++-2312012131(1)2(51),38380λλλλλ++-+--=-=-+--当0D ≠时, 2(51)0λ-+≠,即当15λ≠-时,题设的线性方程组有唯一解.3.当k 为何值时,齐次线性方程组12312312320,0,4550,x kx x kx x x x x x +-=⎧⎪-+=⎨⎪+-=⎩ 有非零解?解 齐次线性方程组有非零解,那么其系数行列式0D =,2111455kD k -=--12325r r r r ++232102111(1)(1)(54),5405400k k k k k k k k k ++-+--=-=-+++由0D =得:1k =,45k =-. 4.α和β为何值时,齐次线性方程组1231231230,0,20,x x x x x x x x x αββ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩ 有非零解?解 齐次线性方程组有非零解,那么其系数行列式0D =,1111121D αββ=2131(1)(1)r r r r +-+-131111110(1)(1),1211210ααβαββααβαβ+----=-=-----由0D =得:0β=或1α=.即当0β=或1α=时,方程组有非零解.5.求二次多项式2()f x ax bx c =++,使得(1)2f =-,(1)10f -=,(2)5f =-. 解 由(1)2f =-,(1)10f -=,(2)5f =-,得2,10,42 5.a b c a b c a b c ++=-⎧⎪-+=⎨⎪++=-⎩要求二次多项式需要求出系数,,a b c ,即要求出上述非齐次线性方程组的解. 由其系数行列式11111160,421D =-=≠121110116,521D -=-=-2121110136,451D -==--3112111018,425D -=-=-从而11D a D ==,26Db D==-,33D c D ==.即所求的二次多项式为2()63f x x x =-+.补充练习2.系数1234,,,(1,2,3,4)i i i i a a a a i =满足什么条件时,四个平面12i i a x a y ++340i i a z a +=(1,2,3,4)i =相交于一点〔000,,x y z 〕?解 把平面方程写成如下形式12340i i i i a x a y a z a t +++=,〔1t =,1,2,3,4i =〕,于是由四个平面相交于一点,推知齐次线性方程组111213142122232431323334414243440,0,0,0,a x a y a z a t a x a y a z a t a x a y a z a t a x a y a z a t +++=⎧⎪+++=⎪⎨+++=⎪⎪+++=⎩ 有一非零解〔000,,,1x y z 〕.根据齐次线性方程组有非零解的充分必要条件是系数行列式0D =,即四个平面相交于一点的条件为111213142122232431323334414243440.a a a a a a a a a a a a a a a a =3.设平面曲线32y ax bx cx d =+++通过点〔1,0〕,〔2,-2〕,〔3,2〕,〔4,18〕,求系数,,,a b c d .解 由平面曲线通过点〔1,0〕,〔2,-2〕,〔3,2〕,〔4,18〕,得0,8422,27932,6416418.a b c d a b c d a b c d a b c d +++=⎧⎪+++=-⎪⎨+++=⎪⎪+++=⎩ 我们可以通过求解上述线性方程组的解来求系数,,,a b c d .111184211227931641641D ==, 又101112421122931181641D -==,2101182213627231641841D -==-,3110184210279216416181D -==, 4111842224,279326416418D -==从而11D a D ==,23D b D==-,30D c D ==,42Dd D ==.第二章 矩阵学习要求1. 理解矩阵的概念,了解单位矩阵、数量矩阵、对角矩阵、三角矩阵、对称矩阵以及它们的性质;2. 掌握矩阵的线性运算、乘法、转置以及它们的运算规律.了解方阵的行列式、方阵的幂与方阵的多项式的性质;3. 理解可逆矩阵的概念和性质,以及理解矩阵可逆的充要条件。
高等代数《行列式》部分习题及解答

高等代数《行列式》部分习题及解答例1:决定以下9级排列的逆序数,从而决定它们的奇偶性: 1).134782695;2).217986354;3).987654321. 答:1). ()134782695=10τ,134782695是一个偶排列;2). ()217986354=18τ,217986354是一个偶排列; 3). ()987654321=36τ,987654321是一个偶排列. 例2:写出把排列12435变成排列25341的那些对换.答:()()()()()()()12154,312435214352543125341−−→−−→−−−→.例3:如果排列121...n n x x x x -的逆序数为k ,排列121...n n x x x x -的逆序数是多少?答:()112n n k --例4:按定义计算行列式: 000100201).0100000n n - 010000202).0001000n n -001002003).1000000n n-答:1).原行列式()()()()1,1,,2,121!1!n n n n n n τ--=-=-2).原行列式()11!.n n -=-3).原行列式()()()1221!n n n --=-.例5:由行列式定义计算()212111321111x x x f x x x-=中4x 与3x 的系数,并说明理由. 答:()f x 的展开式中x 的4次项只有一项;2,x x x x ⋅⋅⋅故4x 的系数为2;x 的3次项也只有一项()()213411,x x x τ-⋅⋅⋅故3x 的系数为-1.例6:由111111=0111,证明:奇偶排列各半.证明:由于12n j j j 为奇排列时()()121n j j j τ- 为-1,而偶排列时为1,.设有k 个奇排列和l 个偶排列,则上述行列式()()()()12121212110.n n nnj j j j j j j j j j j j l k ττ=-+-=-=∑∑ 即奇偶排列各占一半.例7:证明1111111112222222222b cc a a b a b c b c c a a b a b c b c c a a b a b c ++++++=+++. 证明:111111111111111111122222222222222222222222.2b cc a a bac aa baa b a cab c b c c a a b a c a a b a a b a c a b c b c c a a b a c a a b a a b a c a b c +++-+++++++=-++=++=+++-++++ 例8:算出行列式:121401211).00210003-;1122).321014-的全部代数余子式. 答:111213142122232431323334414243441).6,0;12,6,0;15,6,3,0;7,0,1, 2.A A A A A A A A A A A A A A A A =-====-=====-=-=====-1112132122233132332).7,12,3;6,4,1;5,5, 5.A A A A A A A A A ==-====-=-== 例9:计算下面的行列式:111121131).12254321-;11112112132).1111321112---;01214201213).135123312121035-- 答:1111111111110115011501151).= 1.011400010012012300120001---------==-=-------原式132).12-3).483-. 例10:计算下列n 级行列式: 0000001).;000000x y x y x yyx1112121222122).n nn n n na b a b a b a b a b a b a b a b a b ---------122222223).;2232222n1231110004)..02200011n n n n-----答:()()110000000000000001).11.000000000000000n n n n xy xy yx y x xy x y x y x y x yy yxxxy++=+-=+-2).当1n =时,为11a b -;当2n =时,为()()1212a a b b --;当3n ≥时,为零.()12221000222222223).22!223200102220002n n n -==-⋅--(利用第2行(列)的特点)()()11231110001!4).1.02200211n n nn n n---+=---- (从左起,依次将前一列加到后一列) 例11:用克拉默法则解线性方程组1234123412341234232633325323334x x x x x x x x x x x x x x x x -++=⎧⎪-++=⎪⎨--+=⎪⎪-+-=⎩.答:2132333270031123131d --==-≠----,所以可以用克拉默法则求解.又因16132533270;31124131d --==-----22632353270;33123431d ==---32162335270;31323141d --==----42136333570;31133134d --==----所以此线性方程组有唯一解,解为1234 1.x x x x ====例12:求12121212111222,n nnnj j j j j j j j j nj nj nj a a a a a a a a a ∑这里12nj j j ∑是对所有n 级排列求和.答:对每个排列12n j j j ,都有:()()121212121111112122221222121.n n nnj j j n j j j j j j nn n nnnj nj nj a a a a a a a a a a a a a a a a a a τ=- 因为在全部n 级排列中,奇偶排列个数相同,各有!2n 个.所以121212121112220n n nnj j j j j j j j j nj nj nj a a a a a a a a a =∑.例13:计算n 级行列式:12222122221212111.nnn n n nnn n nx x x x x x x x x x x x ---答:作范德蒙德行列式:1212222121111111211211111.n n n n n n n n n n nnn nn n x x x x x x x x D x x x x x x x x ++----++=将这个行列式按最后一列展开,展开式中11n n x -+的系数的()11n n++-倍就是所求行列式D ,因为()111,ji i j n D xx ≤<≤+=-∏所以()()()()11111111.nnn nji k ji k k k i j n i j n D xx x xx x ++==≤<≤+≤<≤+=---=-∑∑∏∏。
线性代数习题参考答案

第一章行列式§1 行列式的概念1.填空(1) 排列6427531的逆序数为,该排列为排列。
(2) i= ,j= 时,排列1274i56j9为偶排列。
(3) n阶行列式由项的代数和组成,其中每一项为行列式中位于不同行不同列的n个元素的乘积,若将每一项的各元素所在行标按自然顺序排列,那么列标构成一个n元排列。
若该排列为奇排列,则该项的符号为号;若为偶排列,该项的符号为号。
(4) 在6阶行列式中,含152332445166a a a a a a的项的符号为,含324314516625a a a a a a的项的符号为。
2.用行列式的定义计算下列行列式的值(1)112223323300 0aa aa a解:该行列式的3!项展开式中,有项不为零,它们分别为,所以行列式的值为。
(2)12,121,21,11, 12,100000nn nn n n n n n n n n nnaa aa a aa a a a------解:该行列式展开式中唯一不可能为0的项是,而它的逆序数是,故行列式值为。
3. 证明:在全部n 元排列中,奇排列数与偶排列数相等。
证明:n 元排列共有!n 个,设其中奇排列数有1n 个,偶排列数为2n 个。
对于任意奇排列,交换其任意两个元的位置,就变成偶排列,故一个奇排列与许多偶排列对应,所以有1n 2n ,同理得2n 1n ,所以1n 2n 。
4. 若一个n 阶行列式中等于0的元素个数比n n -2多,则此行列式为0,为什么?5. n 阶行列式中,若负项的个数为偶数,则n 至少为多少?(提示:利用3题的结果)6. 利用对角线法则计算下列三阶行列式(1)201141183---(2)222111ab c a b c§2 行列式的性质1.利用行列式的性质计算系列行列式。
(1) 2141 3121 1232 5062-(2)100 110 011 001abcd ---(3)ab ac ae bd cd de bf cf ef ---2. 证明下列恒等式(1) ()33ax by ay bzaz bx x y z D ay bzaz bx ax by a b yz x az bx ax by ay bzzxy+++=+++=++++ (提示:将行列式按第一列分解为两个行列式之和,再利用性质证明)(2)()()()()()()()()()()()()22222222222222221231230123123a a a a b b b b cc c cd d d d ++++++=++++++(3)1111221100001000001n n n n n n n x x x a x a x a x a a a a x a ------=++++-+ (提示:从最后一列起,后列的x 倍加到前一列)3. 已知四阶行列式D 的第三行元素分别为:1,0,2,4-;第四行元素的对应的余子式依次是2,10,a ,4,求a 的值。
行列式-习题解答

③因为 a43 , a21 , a35 , a12 , a54是五阶行列式中位于不同 的行与不同的列的五个元素,所以 a43 a21a35 a12 a54 的行与不同的列的五个元素, 是五阶行列式中的一项.且 τ (42315) + τ (31524) = 9 是五阶行列式中的一项. 于是该项带负号. 于是该项带负号. ④因为a12 , a23 , a34 , a45 是五阶行列式中位于不同的行 与不同的列的四个元素. 与不同的列的四个元素.所以a12 a23 a34 a45 不是五阶行列 式的一项. 式的一项. 9.在六阶行列式 D = aij 中,下列各项应取什么符号? 9.在六阶行列式 下列各项应取什么符号? ① a15 a23 a32 a44 a51a66 ③ a21a53 a16 a42 a65 a34 ⑤a61a52 a43 a34 a25 a16 ② a11a26 a32 a44 a53 a65 ④ a51a32 a13 a44 a65 a26
−( x − 3) − ( x − 3) = ( x − 2)( x − 3)( x − 6) = 0
所以 x = 2 或 x = 3 或 x = 6
λ −1
3.已知 D = 3.已知
3 −a
−a λ −a 3 =0,求λ λ −1 2 2
解 因为 D = (λ − 1)2 (λ − a ) − 6a − 6a − a 2 (λ − a )
解 ②此行列式刚好只有处在不同的行与不同的列的
n个非零元素 a1( n−1) , a2( n− 2) ,L , a( n−1)1 , ann , 故非零项只
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第二章行列式习题解答
1.决定以下9级排列的逆序数,从而决定它们的奇偶性:
1)134782695;
解:,偶排列;
2)217986354;
解:,偶排列;
3)987654321;
解:,偶排列.
2.选择与使
1)成偶排列;
解:与一个为3,另一个为8,而是奇排列,由对换的性质因此有;
2)成奇排列.
解:与一个为3,另一个为6,而是奇排列,因此有.
3.写出把排列变成排列的那些对换.
解:
4.决定排列的逆序数,并讨论它的奇偶性.
解:1与其他数构成个逆序,2与其他数构成个逆序,与其他数构成2个逆序,与构成1个逆序,故
.
当或(为正整数)时,排列为偶排列;当或(为正整数)时,排列为奇排列.
5.如果排列的逆序数为,排列的逆序数是多少?
解:中任意两个数码与必在而且仅在两个排列或中之一构成逆序,个数码中任取两个的不同取法有
个,因此两个排列的逆序总数为,所以排列的逆序数为.
6.在6级行列式中,这两项应带有什么符号?
解:,因此项带正号;
,因此项带正号.
7.写出四级行列式中所有带有负号并且包含因子的项.
解:因为,因此所求的项为
.
8.按定义计算行列式:
1); 2);
3).
解:1)该行列式含有的非零项只有,带的符号为,值为,因此原行列式等于.
2)该行列式含有的非零项只有,带的符号为,值为,因此原行列式等于.
3)该行列式含有的非零项只有,带的符号为
,值为,因此原行列式等于.
9.由行列式定义证明:
.
证明:行列式的一般项为,列指标只能在1,2,3,4,5中取不同值,故中至少有一个要取3,4,5中之一,而
从而每一项中至少包含一个零因子,故每一项的值均为零,因此行列式的值为零.
10.由行列式定义计算
中与的系数,并说明理由.
解:行列式元素中出现的次数都是1次的,因此含项每一行都要取含的,因此含项仅有,其系数为2,符号为正,的系数为2.类似的含项仅有,其系数为1,符号为负,的系数为.
11.由
,
证明:奇偶排列各半.
证明:行列式每一项的绝对值为1,行列式的值为零,说明带正号项的个数等于带负号项的个数.由定义,当项的行指标按自然顺序排列时,项的符号由列指标排列的奇偶性所确定,奇排列时带负号,偶排列带正号.因此奇偶排列各半.
12.设
,其中为互不相同的数.
1)由行列式定义,说明是一个次多项式;
2)由行列式性质,求的根.
解:1)在行列式中只有第一行含有,出现最高次数为次,由为互不相同的数可得其系数不为零,因此是一个次多项式;
2)用分别代,均出现了两行相同,因此行列式为0.即为的全部根.
13.计算下面的行列式:
1); 2);
3); 4);
5); 6).
解:1)该行列式中每行元素的和为1000的倍数,第2列与第三列相差100,因此可以先把第2列和第3列分别加到第1列,然后第2列减去第3列后可得
.
.
3)
4)
.
5)显然当或时均有两行元素相同,因此行列式为0.当时
6)
.
14.证明:
证明:
15.算出下列行列式的全部代数余子式:
1); 2).
解:1)
. 2)
16.计算下面的行列式
1)
17.计算下列级行列式:
1); 2)
3);
4); 5).
解 1)按第一列展开得
也可以按定义计算,非零项只有两项及值分别为和,符号分别为和,因此原行列式=
2)解:当时,行列式等于;当时
原行列式;当时,从第二列起,每一列减去第一列得:
原行列式=
3)解:从第二列起,每一列都加到第一列然后提取因子得
4)解:从第二行起每一行减去第一行,然后交换1,2两行后化为三角形得:
.
也可以除第2行外,每一行都减去第2行,然后化为三角形计算.
5)
解:从第2列起每一列都加到第1列,然后按第一列展开得到:
.
18.证明:
1)
证明:从第2列起,每一列的倍加到第一列即可得:
2.
证明:当时结论显然成立,当时,第一行的加到第二行,然后第二行的加到第三行,依次类推可得:
证法二:按最后一列展开即可得.
证法三:按第一行展开再结合数学归纳法证明.
证法四:从最后一行起,每一行乘以加到上一行,然后按第一行展开可得:
3)
解:原行列式按第一行展开得:.因此有
,
即是以为首项,以为公比的等比数列.因此有
.
类似有.当时,解得.
证法二:按第一行展开找到递推关系,再结合数学归纳法加以证明.
4)
证明:对行列式的级数用第二数学归纳法证明.
当时,,因此结论成立.
假设当级数小于时结论成立,对级行列式按最后一行展开得:
由数学归纳法,结论成立.
注意:因为主对角线上第一个元素为,其它主对角线上元素为,本行列式按第一行展开得到的低级数行列式与原行列式形式不同,无法得到与之间的递推关系,而按最后一行可得到递推关系.
5)
证明:从第二行起,每一行减去第一行先化为爪形行列式,再三角化
19.用克拉默法则解下列线性方程组:
1)2)
3)4)
解:1)系数行列式
故方程组的解为:
2.
故方程组的解为:
3)
故方程组的解为:
4)
,
20.设是数域中互不相同的数,是数域中任一组给定的数,用克拉默法则证明:存在唯一数域上的多项式
使
证明:设,由得:
把它看成关于的线性方程组,其系数行列式为一范德蒙德行列式,由互不相同可得系数行列式不为0,由克拉默法则,方程组解唯一,即满足的多项式唯一.
21.设水银密度与温度的关系式为
由实验测定得以下数据:
h 13.60 13.57 13.55 13.52
求时水银密度(准确到小数2位).
解:将实验数据代入关系式得:
整理后得满足的方程组为:
系数行列式
.
故
当,当时,。