线性代数第1章第4节行列式按行展开

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线性代数课件1-4行列式按行(列)展开

线性代数课件1-4行列式按行(列)展开

实例解析
• 实例2:考虑行列式$\begin{vmatrix}
实例解析
01
a&b&c
02
d&e&f
g&h&i
03
实例解析
• \end{vmatrix}$,按第2行展开,得到 $D=b\times\begin{vmatrix}
实例解析
d&f g&i
end{vmatrix}+ctimesbegin{vmatrix}
二阶行列式
由两个元素$a_{11}$和$a_{12}$,以及$a_{21}$ 和$a_{22}$构成的矩形,其值为$a_{11}a_{22} a_{12}a_{21}$。
三阶行列式
由八个元素构成的三个二阶行列式,其结果为三 个二阶行列式的代数和。
n阶行列式
由n阶方阵的n个元素构成的n个二阶行列式的代数 和。
行列式的性质
01
交换律:行列式的行和列可以交换, 即$|begin{matrix} a_{11} & a_{12} a_{21} & a_{22} end{matrix}| = | begin{matrix} a_{21} & a_{22} a_{11} & a_{12} end{matrix}|$。
02
结合律:行列式的行和列的乘法可以 按照任意组合进行,即 $|begin{matrix} a_{11} & a_{12} a_{21} & a_{22} end{matrix}| = | begin{matrix} a_{11} & a_{12} a_{21} & a_{22} end{matrix}| - | begin{matrix} a_{11} & a_{21} a_{12} & a_{22} end{matrix}|$。

线性代数第1章第4节行列式按行展开

线性代数第1章第4节行列式按行展开


4A12+2A22-3A32+6A42=0.
26
44411 32145 例:已知5阶行列式 D 3 3 3 2 2 23542 45613
试求 (1) A21 A22 A23; (2) A24 A25. 其中A2j为D中元素a2j ( j =1,2,3,4,5)的代数余子式.
解: 由行列式展开定理有
故 16 2(x) 019 (4)(2) 0 所以 x = 7.
25
例:设
21 41
3 4 2 1
D
,
1 2 3 2
50 62
求4A12+2A22-3A32+6A42,其中Ai2为D中元素ai2(i =1, 2, 3, 4) 的代数余子式.
解:因4, 2,-3, 6 恰好为D中第3列元素,而A12,A22, A32,A42 为D中第2列元素的代数余子式.
an1 an2 ann
11

a11 a12 a1n
ak1 Ai1
ak 2 Ai 2
akn Ain
ak1
ak 2
akn
第i行
ak1 ak 2 akn
an1 an2 ann
右端的行列式含有两个相同的行,值为 0 .
12
综上,得公式
ak1 Ai1
ak 2 Ai 2
akn Ain
D, (当k 0,(当k
(i 1) ( j 1) i j 2 次交换行与交换列的步骤.
7
由性质2,行列式互换两行(列)行列式变号,
得,
aij 0 0
D (1)i j2 ai1, j ai1, j1 ai1,n
anj an, j1 ann
(1)i j aij Mij (1)i j Aij

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

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

线性代数第一章PPT讲解1-4

线性代数第一章PPT讲解1-4

aaijij 0 0
D
1 i1
1
a j 1 i1, j
ai1, j1
ai1,n
anj an, j1 ann
aaiijj
0
0
1 i j2 ai1, j ai1, j1 ai1,n
anj an, j1 ann
aijj
0
0
1 i j ai1, j ai1, j1 ai1,n
anj an, j1 ann
aaiijj
0
0
元 素aij在 行 列 式ai1, j ai1, j1 ai1,n 中 的
anj an, j1 ann
余 子 式 仍 然 是aij在 a11 a1 j a1n
D 0 aaiijj 0 中的余子式 Mij .
an1 anj ann
二、行列式按行(列)展开法则
定理3 行列式等于它的任一列(行)的各元 素与其对应的代数余子式乘积之和,即
D a1 j A1 j a2 j A2 j anj Anj j 1,2,, n
证 a11 a1 j 0 0 a1n
D
a21
0 a2 j 0
a2n
an1 0 0 anj ann
1பைடு நூலகம்
x2
x2 x1
( xi x j ),
2i j1
当 n 2 时(1)式成立.
假设(1)对于 n 1 阶范德蒙德行列式成立,
依次做行变换:
rn x1rn1 , rn1 x1rn2 , ....., r2 x1r1

1
1
1
1
0
Dn 0
x2 x1
x2 ( x2 x1 )
x3 x1

线性代数按行列展开

线性代数按行列展开

a2l A2 j
anl Anj

D, (当l 0,(当l

j) j)
11
例2:计算范德蒙行列式
1 1 1 ... . 1 1
x1
x2
Dn x12
x
2 2
.. ..
x3 . . . xn1 xn
x
2 3
...
x
2 n1
x
2 n
.. .. ..
x1n1
x
n1 2
x

a11
a22 a32
a23 a33

a12
(1)
a21 a31
a23 a33

a13
a21 a31
a22 a32
1
一、定义
n阶行列式 a11 a12 a1n
Dn

a21
a22

a2n
an1 an2 ann
中,划去元素aij所在的第i行和第j列元素,余 下的元素按原来顺序构成一个n-1阶行列式, 称为元素aij的余子式,记做Mij。
5
证明思路: (详细证明见教材) 1°两边项数相同; 2°右边各项都是 D 中的项; 3°右边各项的符号与在 D 中的符号相同。
说明:
该定理可作为行列式的等价定义。
按某行(列)展开,本质是对行列式降阶,
是降阶简化计算行列式的重要方法,特别适用 于某行(列)零元较多的情形。
6
例1 利用行列式的展开计算行列式的值 2 1 1 1 0 0 4 1
22
行列式的计算
普遍法则
定义法 化三角形法:
• 利用性质化为三角形行列式
降阶法(展开定理)

《线性代数》1.4行列式按行(列)展开

《线性代数》1.4行列式按行(列)展开
线 性 代 数
(第二版)
第四节 行列式按行(列)展开
上一节,用行列式的性质,把行列式化为三角(或 下三角)行列式的方法计算行列式的值,下面要介绍的内 容就是如何把高阶行列式化为低阶行列式来计算的方法. 现看三阶行列式 a11 a12 a13
D a21 a31 a22 a32
a22 a32 a23 a33
a23 a33
a12
a21 a23 a31 a33
a13
a21 a22 a31 a32

a22 a32
a23 a33
是 a11 的余子式,其代数余子式为
11
A11 1
a22 a32
a23 a33
=
a22 a32
a23 a33
类似 a12 的代数余子式为
A12 1
1 2
D as1 an1
按 ri 展开
ri rs
(a
k 1
ask ) Aik aik Aik ask Aik D ask Aik
把 D 移项得 同理可证
a
k 1
n
k 1
k 1
k 1
sk
Aik 0 ,即
as1 Ai1 as 2 Ai 2
a1 j A1s a2 j A2s
asn Ain 0,
anj Ans 0,
(i s)
(j s)
ai1 Ak1 ai 2 Ak 2 ain Akn 0 ,
(iபைடு நூலகம் k )
( j k)
同理可证 性质: 对行而言
a1 j A1k a2 j A2k anj Ank 0 ,

第1章 1.4 行列式按行按列展开法则

第1章 1.4 行列式按行按列展开法则

aaiijj ! 0 ! 0
"
"
"
( ) ( ) D =
- 1 i-1 ×
-1
a j-1 i-1, j
!
ai-1, j-1
!
ai -1,n
"
"
"
anj ! an, j-1 ! ann
aij ! 0 ! 0
"
"
"
( ) = - 1 i+ j-2 ai-1, j ! ai-1, j-1 ! ai-1,n
a21 a22 a23 a24
a21 aa2242a24aa2213a21aa2224a22a23 a23
a41 a42 a43 a44
a41 aa4442a44aa4413a41aa4424a42a43 a43
a11 a12 a13
= (-1)53+4aa3344 a21 a22 a23
a41 a42 a43
2 -2 1
ab c
2.行列式 d e f 元素 f 的代数余子式是?
ghk
A、 d e
gh
B、b a
hg
ab
ed
C、
D、
gh
hg
引理 一个n 阶行列式,如果其中第 行i 所有元
素除 aij 外都为零,那么这行列式等于 aij与它的代 数余子式的乘积,即 D = aij A.ij
a11 a12 a13 a14
§4 行列式按行(列)展开
•对角线法则只适用于二阶与三阶行列式. •n阶行列式的定义更适合0元素较多的高阶行列式 •本节主要考虑如何用低阶行列式来表示高阶行列式.
一、引言

《行列式按行展开》课件

《行列式按行展开》课件

对于任意n阶方阵A,其第i 行第j列的代数余子式Aij可 以表示为去掉第i行第j列后 的(n-1)阶子矩阵的行列式值 乘以(-1)^(i+j)。
行列式的性质还包括拉普拉 斯展开定理和克拉默法则等 。
拉普拉斯展开定理指出,一 个n阶行列式等于它的任意 一行的所有元素与其对应的 代数余子式的乘积之和;克 拉默法则则指出,如果线性 方程组的系数行列式不为0 ,则方程组有唯一解,且解 可以通过系数行列式和常数 项的代数余子式计算得出。
应的代数余子式相乘,得到最终结果。
行列式按行展开的
04
运算技巧
代数余子式的计算
代数余子式定义
在行列式中,去掉某行和某列后所得到的$n-1$阶行列式,乘以$(-1)^{i+j}$,其中$i$和$j$分别是去 掉的行号和列号,得到的项称为代数余子式。
代数余子式的计算方法
根据代数余子式的定义,可以通过递归的方式计算代数余子式。具体来说,可以将$n$阶行列式拆分 成若干个$n-1$阶子行列式,然后分别计算这些子行列式的代数余子式,最后将它们相加得到原$n$ 阶行列式的代数余子式。
03
总结词
行列式的值可以通过对角线元素计算得出。
05
02
详细描述
行列式是n阶方阵A的行列式,记作det(A)或 |A|,是一个标量,由n!项组成,每一项都是 n个不同行元素的代数余子式。
04
详细描述
行列式的值是由其对应的n阶方阵唯 一确定的,与矩阵的表示方式无关。
06
详细描述
对于一个n阶方阵A,其行列式的值可以通过 对角线元素计算得出,即 det(A)=a11*a22*...*ann。
《行列式按行展开》 ppt课件
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a12 a22 a32
a14 a24 a34 a44
a13 a23 a33
a21 M 12 a31 a41
a23 a33 a43
a24 a34 a44
11 2 M 12 M12 A12
A44 1
4 4
M 44 a21 a31
M 44 M 44
注意:行列式的每个元素都分别对应着一个余子式 和一个代数余子式.
8
由性质2,行列式互换两行(列)行列式变号, 得,
aij

0

0
D ( 1)i j 2 ai 1, j ai 1, j 1 ai 1,n anj
i j

a n , j 1
i j

ann
( 1) aij M ij ( 1)
Aij

D a13 A13 a23 A23 a33 A33 a43 A43 .
15.
25
所以 D (1) 5 2 (3) 0 (7) 1 (4)
例:已知四阶行列式D中第一行上元素分别为1, 2, 0, -4;
第三行上元素的余子式依次为6, x, 19, 2.试求x 的值.
2
, j3 ,, jn )
a2 j a3 j anj
2 3
n
a2 j a3 j anj 恰是 M 11 的一般项.
2 3 n
所以,
D a11 M11
a11 ( 1)11 M 11
a11 A11
7
(2) 设 D 的第 i 行除了 a ij 外都是 0 .
a11 a1 j a1n D 0 aij 0 ann
第一章 行列式
第四节 行列式按行(列)展开
一、行列式按某一行(列)展开
二、行列式计算方法类型举例 三、行列式按某 k 行(列)展开
1
观察三阶行列式定义
a11 a21 a31 a12 a22 a32 a13 a23 a11a22a33 a12a23a31 a13a21a32 a33 a11a23a32 a12a21a33 a13a22a31
a11 D a21 an1
0

0
6
a22 a2 n an 2 ann
由行列式定义,D 中仅含下面形式的项
( 1)
( 1 , j2 , j3 ,, jn )
a11a2 j a3 j anj
2 3
n
a11 ( 1) ( 1, j
其中 ( 1)
( 1 , j2 , j3 ,, jn )
5 11 0 5
5
( 1) 3 3 11 5
5
19
5 D ( 1)33 11 5
r2 r1
5 6
1 1 5
1 2
1 1 0
1 0
5 5 0
( 1)
1 3
6
2
5 5

8 0
2 5
40.
20
1 2 2 2 2 2 2 2
例:计算
3
在 定义1: n 阶行列式中,把元素 a ij 所在的第 i 行和 第 j 列划去后,余下的 n-1 阶行列式叫做元素
a ij 的 余子式,记为 M ij
称 Aij 1 M ij 为元素 a ij 的代数余子式.
i j
例如:
a11 a21 a31 a41
a12 a22 a32 a42
解: 由题意知 a11=1,a12=2,a13=0,a14=-4 ; A31=6,A32=-x,A33=19,A34=-2. 而 故
5
定理1:行列式等于它的任一行(列)的各元素 与其对应的代数余子式乘积之和,即
D ai 1 Ai 1 ai 2 Ai 2 ain Ain
证明: (先特殊,再一般) 分三种情况讨论,我们只对行来证明此定理. (1) 假定行列式D的第一行除 a11 外都是 0 .
i 1,2,, n
1 3
1 15
1 3
2 1
1
(1) ( 1) 23 1 15 16 2
92.
18
3
1 1 0 5 1 1 0 5
1 1 1 1 0
1 3 1 3 1 1 0 0 1 3 1 3
2 4 1 3
例:
计算行列式
D
5 2 1
解: 原式
c1 2c3 c4 c 3
a11 (a22a33 a23a32 ) a12 (a23a31 a21a33 ) a13 (a21a32 a22a31 )
a11
a22 a32
a23 a33
a12
a21 a23 a31 a33
a13
a21 a22 a31 a32
2
一、行列式按某一行(列)展开
对于三阶行列式,容易验证:9(3)Fra bibliotek一般情形
a11 D ai 1
a12 a1n a11 an1 a12 an 2 a1n ann
10
ai 2 ain
an1 an 2 ann
ai 1 0 0 0 ai 2 0 0 0 ain
a11 a21 a31
a12 a22 a32
a13
a23 a11 a32 a33
a22
a23 a33
a12
a21 a31
a23 a33
a13
a21 a31
a22 a32
可见一个三阶行列式可以转化成三个二阶行列式的计算. 问题:一个n 阶行列式是否可以转化为若干个 n-1 阶行 列式来计算?
2 3
a13 a23 a33 a43
a14 a24 a34 a44
a11 M 23 a31 a41
a12 a32 a42
a14 a34 a44
D
A23 1
M 23 M 23 .
4
a11 D a21 a31 a41
a12 a22 a32 a42
a11
a13 a23 a33 a43
a11 a12 a1n ai 1 0 0
a11 0
a12 a1n ai 2
a11 a12 a1n 0 ain
0 0
an1 an 2 ann
an1 an 2 ann
a n ( 1)n1 b n .
0 0 0 0 0 0 a b
23
解二:按第一行展开 0 b 0 0 a b 0 0 0 a 0 0 0 a 0 0 1 2 Dn a ( 1)11 b( 1) 0 0 a b 0 0 a b b 0 0 a 0 0 0 a 而 0 b 0 0 b 0 ab 00 0 0 0 0 a 0 0 a b 0a 0b 0 0 0 按第一列展开 1 n n1 b( 1)n Dn ( ) b . 0 0 a b 0 0 00 b 0 0 a b b 0 0 a 0 0 b0 a 0 b 0 a
an1 an 2 ann
证毕.
ai 1 Ai 1 ai 2 Ai 2 ain Ain
例如,行列式 D 0
i 1,2,, n
3 5 3 1 0 7
0 0 7 2
按第一行展开,得
7
2
3 0 1 7 7
D 3
1 0 7 2
5 ( 5)
27.
把D转化为(1)的情形
an1 anj
·· ·· 把 D 的第 i 行依次与第 i 1 行,第 i 2 行,··, 第2行,第1行交换;再将第
j 列依次与第 j 1 列,
第 j 2 列,··,第2列,第1列交换,这样共经过 ·· ··
( i 1) ( j 1) i j 2 次交换行与交换列的步骤.
0 0
0 0 1 0 2 0
0 0 0
例:计算行列式 D
0
2006 0 0 0
0 0 0 2007
0 0 0 1 0 2 0
解:
D 2007 (1)
2007 2007
0
2006 0 0 0
2007 (1)
2006 2005 2
Dn a n ( 1)n1 b n .
24
例:已知四阶行列式D中第三列元素依次为-1, 2, 0,
1.它们的余子式依次分别为5, 3, -7, 4,求D =? 解: 由题意知
A13 (1)31 5 5,
A23 (1)23 3 3,
A33 (1)33 (7) 7, A43 (1)43 4 4.
ak 2 akn ak 2 akn an 2 ann
第i行
右端的行列式含有两个相同的行,值为 0 .
13
综上,得公式
D, (当k i) ak 1 Ai 1 ak 2 Ai 2 akn Ain 0,(当k i) D, (当l j) a1l A1 j a2 l A2 j anl Anj 0,(当l j)
12
ain
在 D ak 1 an1
ak 2 akn an 2 ann
中,如果令第 i行的元素等于 另外一行,譬如第k行的元素.

a11 ak 1 ak 1 an1
a12
a1 n
ak 1 Ai 1 ak 2 Ai 2 akn Ain
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