n阶行列式

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n 阶行列式的定义与性质

n 阶行列式的定义与性质
是标准排列。故
a a
12
1n
a a
n
22
2n
a a ...a a . 11 22
nn
ii
i1
a a a
n1
n2
nn
例 2 计算 n 阶行列式
a a a
11
12
1n
0 a a
22
2
n
.
0 0 a nn
解 分析
展开式中项的一般形式是 a1 p1a2 p2 anpn . pn n, pn1 n 1, pn3 n 3, p2 2, p1 1,
a11 a12 a1n
ai1 ai2 ain
a j1 a j2 a jn
an1 an2 ann
a11 a12 a1n
a j1 a j2 a jn
ai1 ai2 ain
an1 an2 ann
证明 根据行列式的定义及定理 1.1
左端
(1)
(
a j1 ji j j jn ) 1 j1
an1 an2 ann
设 n 阶行列式 D 的第 i 行与第 k 行相同,于 是将第 i 行与第 k 行互换,行列式不变;但由性 质 4个知,它们又应当反号即有 D=-D ,即 2 个 D=0个,故 D=0.。
性质 6 如果行列式中两行(两列)的对应元 素成比例,那么行列式为 0 .
证明 a11 a12 a1n
an1 an2 ann
右端
说明
利用行列式的性质可简化行列式的计算,基 本思路是根据性质把行列式化成为上三角形 行列式,它等于变换后的行列式的主对角元 素的乘积。
例5 解
计算行列式
1 9 13 7 2 5 1 3 3 1 5 5 2 8 7 10

n阶行列式的定义及性质

n阶行列式的定义及性质
综上, 我们有
注 在计算行列式 中, 经常需要用初等 变换来“打洞”, 可 以看出“打洞”中 起主要作用的是性 质5.
•命题
(1) A 初 B, 则|A|与|B|要么同时为0, 要么同时不为0.
(2)设n阶方阵A满足|A|≠0, 且A经过有限次初等行变换变 成行简化阶梯矩阵R, 则R=En.
❖性质7
a2n
an1 an2 ann
简记为det(aij) 其中p1p2 pn为自然数1 2 n的一个排列 t为这个排列的逆序数 ∑表示对所有排列p1p2 pn取和.
在n阶行列式D中 数aij为行列式D的(i j)元.
特别规定一阶行列式|(a)|的值就是a.
❖三阶行列式的结构二:
a12 a1n
a11 a12 a1n a11 a12 a1n
(2) ai1 bi1 ai2 bi2 ain bin ai1 ai2 ain bi1 bi2 bin .
an1
an2 ann an1 an2 ann an1 an2 ann
1 2 3 4
1 0 7 2


A
0
7
9 1
2 4
5
,
则Hale Waihona Puke 6AT 23
9 2
1 4
1. 8
2
1
8
3
4 5 6 3
(1)A的第3列元素3,2,4,8正好是AT的第3行元素; (2)A的第3列元素的余子式
0 9 51 2 41 2 41 2 4
7 1 6,7 1 6,0 9 5,0 9 5
2 1 32 1 32 1 37 1 6
行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代
数余子式乘积之和等于零. 即

n阶行列式的三种等价定义

n阶行列式的三种等价定义

n阶行列式的三种等价定义
1、行列式有很多等价定义。

等价定义就是你可以拿其中一个作为定义,而另外的就是他的充分必要条件。

我可以举出三个。

2、第一个应该是大部分国内教材用的。

用a{i,j}表示行列式第i行j列元素,p=(p1,p2…pn)表示1到n的排列,tp代表排列p的逆序数。

n阶行列式的值等于对全部的排列p,(-1)
^tp*a{1,p1}*a{2,p2}*。

*a{n,pn}的和。

3、第二个是递归定义,一阶行列式|a|=a,高阶行列式按第一行展开,即行列式等于a{1,k}*A{1,k}对全部k=1,2,。

,n求和。

其中A{1,k}为a{1,k}的代数余子式。

可以证明这种定义可以推广成按任意行或列展开且展开的值相等。

n阶行列式的定义全

n阶行列式的定义全

02 行列式的性质
代数余子式
01
代数余子式
在n阶行列式中,去掉元素所在的行和列后,剩下的元素按照原来的排
列顺序构成的n-1阶行列式称为该元素的代数余子式。
02
代数余子式的计算
代数余子式等于(-1)^(i+j) * (n-1)阶行列式,其中i和j分别为元素所在
的行号和列号。
03
代数余子式的性质
代数余子式与元素所在的行和列的顺序无关,但与元素的位置有关。
n阶行列式的定义全
目录
• 行列式的定义 • 行列式的性质 • 行列式的展开 • 行列式的计算方法 • 行列式的应用
01 行列式的定义二阶行Fra bibliotek式总结词
二阶行列式是2x2矩阵的行列式值 ,由其主对角线上的元素相乘减 去副对角线上的元素相乘得到。
详细描述
对于2x2矩阵[a, b; c, d],其行列 式值为ad-bc,即主对角线元素a 和d相乘减去副对角线元素b和c相 乘。
n阶行列式
总结词
n阶行列式是nxn矩阵的行列式值,由其主对角线上的元素相乘减去副对角线上 的元素相乘得到。
详细描述
对于nxn矩阵,其行列式值的计算方法可以归纳为Laplace展开,即从n阶行列式 中任取k行和k列,形成一个k阶行列式,然后乘以相应的代数余子式,并求和。 最终得到的值即为n阶行列式的值。
线性方程组的求解
行列式可以用来求解线性方程组,通过对方程组的系数矩阵进行行 列式变换,可以求解方程组的解。
向量空间
行列式可以用来定义向量空间的一组基,以及基之间的变换关系。
在微积分中的应用
微分学
行列式在微分学中用于计算多元函数的偏导数和 全微分。

n阶行列式计算方法

n阶行列式计算方法

n阶行列式计算方法
在线计算n阶行列式的方法是一种重要的数学运算方法,可以用于解决线性方
程组、矩阵求逆和矩阵计算等问题。

本文将介绍几种常见的计算n阶行列式的方法。

1. 代数余子式法:该方法通过利用代数余子式的性质来计算行列式。

首先选择
第一行或第一列的元素,利用它们构成代数余子式,并对代数余子式进行计算,最后将代数余子式乘以对应元素的符号,并相加得到最终的行列式值。

2. 二阶、三阶行列式法:对于二阶行列式,可以直接利用相应元素的乘积进行
计算。

而对于三阶行列式,可以利用Sarrus定理进行计算。

Sarrus定理是通过构造
辅助矩阵,以及利用矩阵元素之间的关系进行计算的方法。

3. 初等变换法:该方法通过对行列式进行初等行变换来将行列式化为上三角行
列式或下三角行列式,并通过对角线元素的乘积来计算行列式的值。

4. Laplace展开法:Laplace展开法是一种递归的方法,通过逐步将n阶行列式
分解为n-1阶行列式,再进一步分解为n-2阶行列式,直到最后分解为1阶行列式。

每一步的分解都利用代数余子式的计算方法,最后将每一步的行列式值相加,即可得到n阶行列式的值。

需要注意的是,由于行列式的计算规模较大,当n超过一定的阶数时,上述方
法可能会出现计算速度较慢的情况。

因此,在实际应用中,可以使用计算机编程来实现行列式的计算,以提高计算效率。

综上所述,以上是几种计算n阶行列式的常见方法。

在实际应用中,可以根据
具体情况选择适合的方法进行计算。

行列式的计算对于数学和工程领域都具有重要的意义,它在解决线性方程组和矩阵运算等问题中发挥着重要作用。

§12n阶行列式

§12n阶行列式

n级排列的总数为n·(n-1) ·····2·1=n!。设其中奇排列有p个,偶排列 证: 有q个。 将每一个奇排列都施以同一个对换,由定理1.1可知p个奇排列全部 变为偶排列,于是有 排列数相等,各为
n! 2
p≤q
;同理,将全部的偶排列都施以同一个对换
q≤ p
,则q个偶排列全部变为奇排列,于是又有 。
(2)下面讨论一般情形:设给定的排列为 A i k1 k2 L k s j B
经对换 ( i,j ),变为新排列
A j k1 k2 L k s i B
将新排列看作由原排列经一系列相邻对换而得:先将原排列中的数码i向右依次与k1 , k2 ,L , ks 作 s+1次相邻对换得 A k1 k2 Lks j i B,再将j向左依次作s次相邻对换而得新排列;即新排列可由原 排列经 2s+1次相邻对换而得,由(1)的结论可知,它改变了奇数次奇偶性,所以它与原排 列的奇偶性相反。
,所以得p=q。即奇偶
河南财经政法大学成功学院《线性代数》精品课
二 、n阶行列式的定义 阶行列式的定义
观察与思考
a11 a12 = a11a22 − a12 a21 a21 a22
a11 a12 a13 a21 a22 a23 =a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32 a31 a32 a33 −a11a23a32−a12a21a33−a13a22a31
河南财经政法大学成功学院《线性代数》精品课
举例说明
四阶行列式 a11 a12 a13 a14 a21 a22 a23 a24 D= a31 a32 a33 a34 a41 a42 a43 a44 所表示的代数和中有 4!=24 项. a14a23a31a42行标排列为1234, 元素取自不同的行; 列标排 列为4312, 元素取自不同的列, 且N(4312)=5, 即4312为奇排列, 所以元素乘积a14a23a31a42前面应冠以负号, 即− a14a23a31a42为 D的一项.

n阶行列式的定义

n阶行列式的定义
a31 a32 a33 a13a22a31 a12a21a33 a11a23a32
(1) a a a t( p1 p2 p3 ) 1 p1 2 p2 3 p3
p1 p2 p3
其中 表示对1、2、3的所有排列求和. p1 p2 p3
二阶行列式有类似规律.下面将行列式推广到一般的情形.
二、n 阶行列式的定义
a11 a12 L a1n
D a21 a22 L MM an1 an2 L
a2n
M (1) a a L a p1 p2L pn
t ( p1 p2L pn )
1 p1 2 p2
npn
ann
简记作 det(aij),
1. 等号的右边一共有 n! 项. 其中 aij 为行列式 D 的(i, j)元
2. 每一项都是位于不同行不同列的 n 个元素的乘积.
注意:当n = 1时,一阶行列式 |a| = a,注意不要与绝对值的
记号相混淆.例如:一阶行列式 1 1.
例:写出四阶行列式中含有因子 a11a23 的项.
解: a11a23a32a44 和 a11a23a34a42 .
例:计算行列式
a11 0 0 0
0 D1 0
a22 0 0 a33
0 0
0 0 0 a44
a a11 22 ann
(2)
D
ann
由列标排列的奇偶性
决定符号
a1n
a2,n1 N
n( n1)
(1) 2 a1na2,n1 L an1
an1
(3) 上三角形行列式 (主对角线下侧元素都为 0)
a11 a12
0a
D
22
a1n
a 2n
a a11 22 ann

1-3 n阶行列式的定义

1-3 n阶行列式的定义

(1) a 23 a 31a 42 a 56 a14 a65 → a14 a 23 a 31a 42 a 56 a65 ,
431265的逆序数为 的逆序数为
t = 1 + 0 + 2 + 2 + 1 + 0 = 6,
前边应带正号. 所以 a 23 a 31a 42 a 56 a14 a65 前边应带正号
它等于所有取自不同行不同列的 n 个元素的乘积 的 代数和
∑ (−1) a
t
1 p1
a2 p2 L anpn . (其中 p1 p2 L pn 为自然数
1, L,n 的一个排列,t 为这个排列的逆序数. 2, )
a11 a12 L a1n 即:D = a21 a22 L a2n LLLLLLL an1 an 2 L ann =
λn
= ( − 1)
= ( − 1)
t [n ( n −1 )L21]
n ( n −1 ) 2
a1na2 ,n−1 Lan1
证毕
λ1λ2 Lλn .
定理2 定理2 n阶ห้องสมุดไป่ตู้列式也可定义为
D = ∑ (− 1) a p1q1 a p2 q2 L a pn qn
t
是两个n级排列,t ,t为行 其中 p1 p2 L pn , q1 q2 L qn是两个n级排列,t为行 标排列逆序数与列标排列逆序数的和. 标排列逆序数与列标排列逆序数的和. 证明 交换 a p q a p q L a p q 中 a p q 与 a 1 1 2 2 n n p q 1 1 得
λ1 λ2
O
= λ1λ2 Lλn ;
λn
λ1
n ( n −1 ) 2
λ2
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ki k 1
D
ki
ij
0,当
j.

a A n ik k 1
D,当i j;
D
jk
ij
0,当
j.
; j.
8、克拉默法则
如果线性方程组
,
a x a x a x b a x a x a x b
11 1
12 2
1n n
1
,
21 1
22 2
2n n
2
a x a x a x b n1
,
其中t是排列 p1 p2 pn的逆序数。
D (1) a b a b a b 2
t
( 1p
1
p 1
)(
2p
2
p 2
)(
np
n
p n
)
1
2
n
(1) a a a b
t
1p
2p np
p p p (12n)( )
, 1 2
n
1
2
n
其中t是排列 p1 p2 pn的逆序数。

p1 p2 pn 1 2 n,
n
n
( x ai) ( x ai).
i 1
i 1
评注:本题利用行列式的性质,采用 “化零”的方法,逐步将所给行列式化为三 角形行列式。化零时一般尽量选含有1的 行(列)及含零较多的行(列);若没有 1,则可适当选取便于化零的数,或利用 行列式性质将某行(列)中的某数化为1; 若所给行列式中元素间具有某些特点,则 应充分利用这些特点,应用行列式性质, 以达到化为三角形行列式之目的。
5 用拆成行列式之和(积)计算 例7 证明
sin 2 sin( ) sin( ) sin( ) sin 2 sin( ) 0. sin( ) sin( ) sin 2
证 sin 左边 sin
sin
cos cos cos
0 cos 0 • sin
00
cos sin
(a b c d )(a b c d )
• (a b c d )(a b c d )
评注:本题是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,直到行列 式能直接计算出来为止(一般展开成二阶行列 式)。这种方法对阶数不高的数字行列式比较 适用。
3
3 3 2
n1 .
1
n
n n 2
n1
上面等式右端行列式为n阶范德蒙行列式, 由范德蒙行列式知
Dn n! ( xi x j) ni j1 n!(2 1)(3 1)(n 1) • (3 2)(4 2)(n 2)[n (n 1)] n!(n 1)!(n 2)!2!1!.
n1
i
a2
x
an .
i1
1 a2 a3 x
将第1列的( a1)倍加到第2列,将第1列的
( a2)倍加到第3列,,将第1列的( an)倍加到
最后一列,得
1
0
0
0
n
1 x a1 0
0
D a (x n1
)1
i
a2 a1 x a2
0
i 1
0
1 a2 a1 a3 a2 x an
it is ,则称这两个数组成一个逆序。
一个排列中所有逆序的总数称为此排列的 逆序数。
逆序数为奇数的排列称为奇排列,逆序数为 偶数的排列称为偶排列
3、计算排列逆序数的方法
方法1
分别计算出排在1,2,,n 1,n前面比它大的 数码之和,即分别算出 1,2,,n 1,n 这 n 个元 素的逆序数,这 n 个元素的逆序数之总和即为所
例4 计算 1 1 1
2 22 2n Dn 3 32 3n .
n n2 nn
解 Dn中各行元素分别是一个数的不同方幂,
且方幂次数自左至右按递升次序排列,但不是
从0变到n 1,而是由1递升至n。若提取各行的
公因子,则方幂次数便从0增至n 1,于是得到
1 1 1 1
1
2
2 2 2
n1
Dn n! 1
4 用降阶法计算
例6 计算 abcd
bad c
D4 c
d
a
. b
d c ba
解 将 D4的第2、3、4行都加到第1行,并从第
1行中提取公因子a b c d,得
1111
badc
D4 (a b c d ) c
d
a
, b
d cba
再将第2、3、4列都减去第1列,得
1 b
D4 (a b c d ) c
……………
k-1的前面比k-1大的数有k-1个(2k,2k-1,…, k+2),故逆序数为k-1;
k+1的前面比k+1大的数有k-1个(2k,2k-1,…, k+2),故逆序数为k-1;
k的前面比k大的数有k个(2k,2k-1, …,k+1),故逆序数为k。
于是排列的逆序数为
t 0 1 1 2 2 k 1 k 1 k
1
2
x
a3 an .
a1 a2 a3 a4 x
解 将第2,3,,n 1列都加到第一列,得
n
x ai a1
a2
an
i 1
n
x ai
x
a2
an
i 1
n
D a x
n1
i
a2
x
an .
i 1
n
x ai a2
a3
x
i 1
提取第一列的公因子,得
1 a1 a2 an
n
1 x a2 an
D a ( x ) 1
43 0
0
a a 0
52
53 0
0
a 解 设 D5中第1,2,3,4,5行的元素分别为 1 p , 1
a2 p ,a3 p ,a4 p ,a5 p ,那么,由D5中第1,2,3,
2
3
4
5
4,5行可能的非零元素分别得到
p 2,3; 1
p 1,2,3,4,5; 3
p 1,2,3,4,5;
2
p 2,3; p 2,3.
4
5
因为 p1 , p2 , p3 , p4 , p5 在上述可能取的
代码中,一个5元排列也不能组成,
故 D5 0.
评注:本例是从一般项入手,将行标按标准 顺序排列,讨论列标的所有可能取到的值,并注 意每一项的符号,这是用定义计算行列式的一般 方法。
注意:如果一个n阶行列式中等于零的元素
比n2 n还多,则此行列式必等于零。
解分别算出排列中每个元素前面比它大的数
码之和,即算出排列中每个元素的逆序数。 2k排在首位,逆序数为0; 1的前面比1大的数有一个(2k),故逆序数
为1; 2k-1的前面比2k-1大的数有一个(2k),故
逆序数为1;
2的前面比2大的数有两个(2k,2k-1),故逆 序数为2;
2k-2的前面比2k-2大的数有两个(2k,2k-1), 故逆序数为2;
评注:本题所给行列式各行(列)都 是某元素的不同方幂,而其方幂次数或其 排列与范德蒙行列式不完全相同,需要利 用行列式的性质(如提取公因子、调换各 行(列)的次序等)将此行列式化成范德 蒙行列式。
3 用化三角形行列式计算
例5 计算
x a1 a2 a3 an
a1 x a2 a3 an
D a a n1
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.
d
0 ab d c cd
0 d b ac bd
0 cb
, bc ad
按第1行展开,得
ab db cb
D4 (a b c d ) d c a c b c .
cd bd ad
把上面右端行列式第2行加到第1行,再从第1
行中提取公因子a b c d,得
D4 (a b c d )(a b c d )
11 1
12 2
1n n
0,
21 1
22 2
2n n
a x a x a x n1
1
n2
2
nn
0.
n
的系数行列式D 0,那么它没有非零解。。
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。
一、计算排列的逆序数
例1求排列2k 12k 122k 232k 3
k 1k的逆序数,并讨论奇偶性。
所以 D2 (1)t a1 p a2 p an p D1.
1
2
n
评注:本题证明两个行列式相等,即证明两 点,一是两个行列式有完全相同的项,二是每一 项所带的符号相同。这也是用定义证明两个行列 式相等的常用方法。
2 利用范德蒙行列式计算
利用范德蒙行列式计算行列式,应根据范德 蒙行列式的特点,将所给行列式化为范德蒙行列 式,然后根据范德蒙行列式计算出结果。
110 • dc ac bc,
cd bd ad
再将第2列减去第1列,得
D4 (a b c d )(a b c d )
1
0
0
• d c ad bc,
cd bc ad
按第1行展开,得
ad bc
D4 (a b c d )(a b c d ) b c a d
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