n阶行列式
n 阶行列式的定义与性质

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

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
例
设
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
2_1 n阶行列式

1 1 4 2 ( 2 ) ( 2 ) ( 4 ) 2 ( 3 )
4 6 32 4 8 24 14.
Page 30
1 1
例4 解
1 x 0. x2
求解方程 2 3 4 9
方程左端
D 3 x 2 4 x 18 9 x 2 x 2 12
x 2 5 x 6,
由 x 2 5 x 6 0 解得
x 2 或 x 3.
Page 31
2. 三阶行列式包括3!项,每一项都是位于不同行, 不同列的三个元素的乘积,其中三项为正,三项为 负. 利用三阶行列式求解三元线性方程组 a11 x1 a12 x2 a13 x3 b1 , 如果三元线性方程组 a21 x1 a22 x2 a23 x3 b2 , a x a x a x b ; 31 1 32 2 33 3 3
D a11a22a33 a12a23a31 a13a21a32 a11a23a32 a12a21a33 a13a22a31 .
Page 28
(2)对角线法则 a11 a12
a13 a23 a33
a21 a22 a31 a32
a11a22a33 a12a23a31 a13a21a32 a13a22a31 a12a21a33 a11a23a32 .
注意 红线上三元素的乘积冠以正号,蓝线上三 元素的乘积冠以负号.
说明1 对角线法则只适用于二阶与三阶行列式.
Page 29
1
例3 解
2 -4
计算三阶行列式 D - 2 2 1 -3 4 -2
按对角线法则,有
D 1 2 ( 2 ) 2 1 ( 3 ) ( 4 ) ( 2 ) 4
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
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

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
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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阶行列式定义的举例

n阶行列式定义的举例n阶行列式是一种线性代数中重要的概念,它可以用于求解线性方程组、计算向量叉积等。
下面我们将通过几个简单的例子来说明n 阶行列式的定义。
首先,n阶行列式是由n行n列的矩阵所定义的,例如下面的3阶矩阵:$$begin{pmatrix}a_{1,1}&a_{1,2}&a_{1,3}a_{2,1}&a_{2,2}&a_{2 ,3}a_{3,1}&a_{3,2}&a_{3,3}end{pmatrix}$$该矩阵的行列式可以表示为:$$begin{vmatrix}a_{1,1}&a_{1,2}&a_{1,3}a_{2,1}&a_{2,2}&a_{2 ,3}a_{3,1}&a_{3,2}&a_{3,3}end{vmatrix}$$其中,$a_{i,j}$表示该矩阵中第i行、第j列的元素。
接下来,我们可以通过以下方法来计算该行列式的值:1. 对角线法则对角线法则是计算行列式的一种简单方法,它通过对角线上的元素进行乘积和求和来计算行列式的值。
例如,对于上述矩阵,我们可以按照对角线法则计算行列式的值:$$begin{vmatrix}a_{1,1}&a_{1,2}&a_{1,3}a_{2,1}&a_{2,2}&a_{2 ,3}a_{3,1}&a_{3,2}&a_{3,3}end{vmatrix} =a_{1,1}a_{2,2}a_{3,3} + a_{1,2}a_{2,3}a_{3,1} +a_{1,3}a_{2,1}a_{3,2} - a_{1,3}a_{2,2}a_{3,1} -a_{1,2}a_{2,1}a_{3,3} - a_{1,1}a_{2,3}a_{3,2}$$2. 行列式展开法则行列式展开法则是计算行列式的另一种方法,它通过将行列式展开成一系列小的行列式来计算行列式的值。
n阶行列式的定义

(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
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则上述二元线性方程组的解可表示为
b1a22 a12b2 D1 x1 a11a22 a12a21 D a11b2 b1a21 D2 x2 a11a22 a12a21 D
例1
求解二元线性方程组 3 x1 2 x2 12
2 x1 x2 1
解
因为 D
二元线性方程组
a11 x1 a12 x2 b1 a21 x1 a22 x2 b2
其求解公式为
我们引进新的符号来表示“四个 数分成两对相乘再相减”.
数表
a11 a21
a12 a22
记号
a11
a12
a21 a22
b1a22 a12 b2 x1 a a a a 11 22 12 21 x a11b2 b1a21 2 a11a22 a12 a21
12
记
b1 D1 b2 b3
a12 a13 a22 a23 , a32 a33
a11 b1 D2 a21 b2 a31 b3
a13 a23 , a33
a11 a12 b1 D3 a21 a22 b2 . a31 a32 b3
则三元线性方程组的解为
D1 x1 , D D2 x2 , D D3 x3 . D
(1)
( j1 j2 j3 j4 j5 )
(1)
t
上述结论对n级排列也适用。
24
任一n级排列 j1 j2 ... jn可经上述方法对换变成1,2,…n 设n级排列 j1 j2 ... jn 经过t次对换变成1,2,…n 显然1,2…n为偶排列,因此
如果 j1 j2 ... jn 是奇(偶)排列,则t必为奇(偶)数
(1)
( j1 j2 j3 j4 j5 )
(1)
t
则1,2,…n经过t次对换变成 j1 j2 ... jn
25
定理2:任一n级排列 j1 j2 ... jn 与排列1,2,…n可以 经过一系列对换互变,即
j1 j2 ... jn
t次对换
t次对换
1,2…n
且所做的对换次数t与 j1 j2 ... jn 的奇偶性相同
结合(1)可知一个排列中的任意两个数对换, 排列改变奇偶性.
21
考虑在数1,2,3的全部3级排列中
有3个偶排列:123,231,312
有3个奇排列:132,213,321
对3个偶排列中前两个元素施以相邻对换,得到 3个奇排列:213,321,132 对3个奇排列中前两个元素施以相邻对换,得到 3个偶排列:312,123,231
当 a11a22 a12a21 0 时,该方程组有唯一解
b1a22 a12b2 x1 a11a22 a12a21
a11b2 b1a21 x2 a11a22 a12a21
二元线性方程组
a11 x1 a12 x2 b1 a21 x1 a22 x2 b2
四点补充说明 1 第三章结束后,期中测试,一般在第11周周四下
午举行,届时会提前两周通知大家。 往年期中比例5-10%。考勤+作业=30%-35%
2 未来准备出国深造的同学:国外大学在审查资格
申请时尤为关注数学成绩。本科四年所学的数学
课程有哪些?成绩如何?是否得到数学方面的奖
励?比如美国大学生数学建模竞赛,全国大学生 数学 建模竞赛、全国大学生数学竞赛等奖项。 3 答疑时间:周四 ...in ) 中,如果一对数的位置 与大小顺序相反,即前面的数大于后面的数 ,那么就称它为一个逆序;一个排列中逆序 的总数称为它的逆序数。记为
(i1 i2 ...in )
例2 在一个五级排列4 5 2 1 3中,构成逆 序的数对4 2,4 1,4 3,5 2,5 1,5 3,2 1
27
综上,三阶行列式
a11 D3 a21 a31
a12 a22 a32
a23 ( 1) ( j1 j2 j3 )a1 j1 a2 j2 a3 j3 ( j1 j2 j3 ) a33
a13
( j1 j 2 j3 )
为对列标所有全排列求和.
求和个数为全排列的个数
28
n阶行列式的定义
3
§1.1 n阶行列式
主要内容:
1 二、三阶行列式
2
3
排列及其逆序数
对换与奇偶性
4
n阶行列式
4
1、二元线性方程组与二阶行列式
二元线性方程组 由消元法,得
a11 x1 a12 x2 b1 a21 x1 a22 x2 b2
(a11a22 a12a21 ) x1 b1a22 a12b2 (a11a22 a12a21 ) x2 a11b2 b1a21
定义 n阶行列式 D
a11 a21 a n1
a12 a22 an 2
a1n a2 n ann
是所有取自不同行、不同列的n个数的乘积的代 数和,即 a11 a12 a1n
D
a21 a n1
a22 an 2
a2 n ann
( j1 j2
1
jn )
j1 j2
jn
13
注:证明将在第二章中给出.
1
2 -4
例2 计算行列式 D -2 2 1 -3 4 -2 解 按对角线法则,有
D 1 2 ( 2 ) 2 1 ( 3 ) ( 4 ) ( 2 ) 4
1 1 4 2 ( 2 ) ( 2 ) ( 4 ) 2 ( 3 )
b ) a a ba a1 al ab ab b1 bm (a , 1 l ba b1 bm
除 a , b 外,其它元素的逆序数不改变. 当a<b时 (a,b)变(b,a)逆序数对增加1 当a>b时 (a,b)变(b,a)逆序数对减少1 因此 对换相邻两个元素,排列改变奇偶性.
20
注:对换偶(奇)数次,排列的奇偶性不(改)变
原则:横行竖列
称为二阶行列式。其数学意义为:
D
a11
a12
a21 a22
a11a22 a12a21
aij (i 1, 2; j 1, 2) 称为元素. 其中,
i 为行标,表明元素位于第i 行; j 为列标,表明元素位于第j 列.
1 二阶行列式的计算
主对角线 副对角线
对角线法则
a11 a12
2 °不相邻两个数对换 a1 al a b1 bm b c1 cn
b左移m次
m 次相邻对换
a1
bmbc1
al ab b1
al b b1
bmc1
bm a c1
cn
cn
m 1 次相邻对换 a1
a1
al ab1
cn ,a右移m+1次
al bb1 bm ac1 cn ,
2m 1次相邻对换 a1
a1 a1 a1 a1 a1
al a b1 al a b b1 al b b1 al b a b1 al a b1
bmb c1 bmc1 bm a c1 bmc1 bmb c1
cn cn cn cn cn
对换与排列奇偶性的关系 定理1 证明 任意一个排列经过一次对换后,改变奇偶性. 1°相邻两个数对换
例如
a1 a1
al a b b1 al b a b1
bm bm
a1 a1
al a b1 al b b1
bm b c1 bm a c1
cn cn
注 1. 相邻对换是对换的特殊情形. 2. 一般的对换可以通过一系列的相邻对换来实现.
3. 如果连续施行两次相同的对换,那么排列就还原了.
如:
m 次相邻对换 m+1次相邻对换 m 次相邻对换 m+1次相邻对换
a12
a22
a11 a 22 a 12 a 21 .
8
a11 x1 a12 x2 b1 二元线性方程组 a21 x1 a22 x2 b2
若令
D b1 b2 a12 a22
a11 a21
a12 a22 D2
(方程组的系数行列式)
D1
a11 a21
b1 b2
1
六点补充说明
4 每章结束会有课题组统一发放的自测题,对自己 学的知识进行查漏补缺。(一般要求)
此外,还有补充试题。(综合提高)
5. 大三、大四同学要警惕:
6. 训练思维:解决、推理、归纳问题的能力等
2
第一章 行列式
§1.1 n阶行列式
§1.2 行列式的性质 §1.3 行列式的展开
§1.4 克莱姆法则
3 2 2 1
3 ( 4 ) 7 0
1 1 3 12 D2 3 24 21 2 1
D1 14 2, 所以 x1 D 7
D1
12 2
12 ( 2) 14
D2 21 x2 3 D 7
三阶行列式的计算-对角线法则 a11 a12 a13 a 11a 22 a 33 a 12 a 23 a 31 a 13 a 21a 32 a21 a22 a23 a 13 a 22 a 31 a 12 a 21a 33 a 11a 23 a 32 . a31 a32 a33 【规律】 1. 红线上三元素的乘积为正号,蓝线上乘积为负号. 2. 三阶行列式包括3!项,每一项都是位于不同行,不同列 的三个元素的乘积,其中三项为正,三项为负.
4 6 32 4 8 24 14.
2
排列及逆序数
定义1 由自然数1,2…n组成一个有序数组 称为一个n级排列 例题1
i1 i2 ...in