行列式的几种求法
行列式的计算技巧与方法总结

行列式的几种常见计算技巧和方法2.1 定义法适用于任何类型行列式的计算,但当阶数较多、数字较大时,计算量大,有一定的局限性.例1 计算行列式004003002001000.解析:这是一个四级行列式,在展开式中应该有244=!项,但由于出现很多的零,所以不等于零的项数就大大减少.具体的说,展开式中的项的一般形式是43214321j j j j a a a a .显然,如果41≠j ,那么011=j a ,从而这个项就等于零.因此只须考虑41=j 的项,同理只须考虑1,2,3432===j j j 的这些项,这就是说,行列式中不为零的项只有41322314a a a a ,而()64321=τ,所以此项取正号.故004003002001000=()()241413223144321=-a a a a τ.2.2 利用行列式的性质即把已知行列式通过行列式的性质化为上三角形或下三角形.该方法适用于低阶行列式. 2.2.1 化三角形法上、下三角形行列式的形式及其值分别如下:nn n nn a a a a a a a a a a a a a2211nn333223221131211000000=,nn nnn n n a a a a a a a a a a a a a 2211321333231222111000000=. 例2 计算行列式nn n n b a a a a a b a a a a ++=+21211211n 111D .解析:观察行列式的特点,主对角线下方的元素与第一行元素对应相同,故用第一行的()1-倍加到下面各行便可使主对角线下方的元素全部变为零.即:化为上三角形.解:将该行列式第一行的()1-倍分别加到第2,3…(1n +)行上去,可得121n 11210000D 0n n na a ab b b b b +==.2.2.2 连加法这类行列式的特征是行列式某行(或列)加上其余各行(或列)后,使该行(或列)元素均相等或出现较多零,从而简化行列式的计算.这类计算行列式的方法称为连加法.例3 计算行列式mx x x x m x x x x mx D n n n n ---=212121.解: mx x mxx m x m xx x mxn ni in ni in ni i-----=∑∑∑===212121n Dmx x x m x x x m x n n nn i i --⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=2221111mm x x m x nn i i --⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=0000121()⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑=-m x m ni i n 11.2.2.3 滚动消去法当行列式每两行的值比较接近时,可采用让邻行中的某一行减或者加上另一行的若干倍,这种方法叫滚动消去法.例4 计算行列式()2122123123122121321D n ≥-------=n n n n n n n n nn.解:从最后一行开始每行减去上一行,有1111111111111111321D n ---------=n n 1111120022200021321----=n n 0111100011000011132122+-=-n n n ()()21211-++-=n n n .2.2.4 逐行相加减对于有些行列式,虽然前n 行的和全相同,但却为零.用连加法明显不行,这是我们可以尝试用逐行相加减的方法.例5 计算行列式111110000000000000D 32211n na a a a a a a ----=. 解:将第一列加到第二列,新的第二列加到第三列,以此类推,得:13210000000000000000D 321+----=n na a a a n()()()()()n n n a a a n a a a n 21n 21n 2211111+-=+--=+.2.3 降阶法将高阶行列式化为低阶行列式再求解. 2.3.1 按某一行(或列)展开例6 解行列式1221n 1000000000100001D a a a a a xx x x n n n-----=.解:按最后一行展开,得n n n n n a x a x a x a D ++++=---12211 .2.3.2 按拉普拉斯公式展开拉普拉斯定理如下:设在行列式D 中任意选定了()1-n k 1k ≤≤个行.由这k 行元素所组成的一切k 级子式与它们的代数余子式的乘积的和等于行列式D.即n n 2211A M A M A M D +++= ,其中i A 是子式i M 对应的代数余子式.即nn nn nn nn nnB A BC A •=0, nn nn nnnn nn B A B C A •=0.例7 解行列式γβββββγββββγλbbbaa a a n =D .解:从第三行开始,每行都减去上一行;再从第三列开始,每列都加到第二列,得βγβγγββββγλ---=0000D n b aa a a()()βγβγββββγλ---+-=0000021n b aa a a n ()()βγβγβγλ--•-+-=000021n ba n ()()[]()21n 2-----+=n ab n βγβλλγ.2.4 升阶法就是把n 阶行列式增加一行一列变成n+1阶行列式,再通过性质化简算出结果,这种计算行列式的方法叫做升阶法或加边法.升阶法的最大特点就是要找每行或每列相同的因子,那么升阶之后,就可以利用行列式的性质把绝大多数元素化为0,这样就达到简化计算的效果.其中,添加行与列的方式一般有五种:首行首列,首行末列,末行首列,末行末列以及一般行列的位置.例8 解行列式D=111110111110111110111110 .解:使行列式D 变成1+n 阶行列式,即111010110110101110011111D =.再将第一行的()1-倍加到其他各行,得:D=1101001001010001111111--------. 从第二列开始,每列乘以()1-加到第一列,得:100100000100000101111)1n D ------=( ()()1n 11n --=+.2.5数学归纳法有些行列式,可通过计算低阶行列式的值发现其规律,然后提出假设,再利用数学归纳法去证明.对于高阶行列式的证明问题,数学归纳法是常用的方法.例9 计算行列式βββββcos 211cos 200000cos 210001cos 210001cos=n D .解:用数学归纳法证明. 当1=n 时,βcos 1=D . 当2=n 时,ββββ2cos 1cos 2cos 211cos 22=-==D .猜想,βn D n cos =.由上可知,当1=n ,2=n 时,结论成立.假设当k n =时,结论成立.即:βk D k cos =.现证当1+=k n 时,结论也成立.当1+=k n 时,βββββcos 211cos 200000cos 210001cos 210001cos 1=+k D .将1+k D 按最后一行展开,得()βββββcos 20cos 21001cos 21001cos cos 21D 111k •-=++++k k()10cos 21001cos 21001cos 11 βββkk ++-+ 1cos 2--=k k D D β.因为βk D k cos =,()()βββββββsin sin cos cos cos 1cos 1k k k k D k +=-=-=-,所以1+k D 1cos 2--=k k D D βββββββsin sin cos cos cos cos 2k k k --= ββββsin sin cos cos k k -= ()β1cos +=k .这就证明了当1+=k n 时也成立,从而由数学归纳法可知,对一切的自然数,结论都成立. 即:βn D n cos =.2.6 递推法技巧分析:若n 阶行列式D 满足关系式021=++--n n n cD bD aD .则作特征方程02=++c bx ax .① 若0≠∆,则特征方程有两个不等根,则1211--+=n n n Bx Ax D .② 若0=∆,则特征方程有重根21x x =,则()11-+=n n x nB A D . 在①②中, A ,B 均为待定系数,可令2,1==n n 求出.例10 计算行列式94000005940000000594000005940000059D n=.解:按第一列展开,得21209---=n n n D D D .即020921=+---n n n D D D .作特征方程02092=+-x x .解得5,421==x x .则1154--•+•=n n n B A D .当1=n 时,B A +=9; 当2=n 时,B A 5461+=. 解得25,16=-=B A ,所以1145++-=n n n D .3、行列式的几种特殊计算技巧和方法3.1 拆行(列)法3.1.1 概念及计算方法拆行(列)法(或称分裂行列式法),就是将所给的行列式拆成两个或若干个行列式之和,然后再求行列式的值.拆行(列)法有两种情况,一是行列式中有某行(列)是两项之和,可直接利用性质拆项;二是所给行列式中行(列)没有两项之和,这时需保持行列式之值不变,使其化为两项和. 3.1.2 例题解析例11 计算行列式nn n n a a a a a a a a --------=-1110000011000110001D 133221.解:把第一列的元素看成两项的和进行拆列,得nn n n a a a a a a a a --+-+--+-+--=-11010000001100001010001D 133221.1101000001100010000110001000001100011000113322113322nn n nnn a a a a a a a a a a a a a a a -------+-------=--上面第一个行列式的值为1,所以nn n n a a a a a a a ------=-1101000010011D 13321111--=n D a .这个式子在对于任何()2≥n n 都成立,因此有111--=n n D a D()()n n n a a a a a a D a a 2112112211111---+++-==--=()∏∑==-+=ij j ii a 1n111.3.2 构造法3.2.1 概念及计算方法有些行列式通过直接求解比较麻烦,这时可同时构造一个容易求解的行列式,从而求出原行列式的值. 3.2.2 例题解析例12 求行列式n nn nn nn n nnn x x x x x x x x x x x x D21222212222121111---=.解:虽然n D 不是德蒙德行列式,但可以考虑构造1+n 阶的德蒙德行列式来间接求出n D 的值. 构造1+n 阶的德蒙德行列式,得()nnnn nn n nn n n n nn n n nx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f21111211222221222221211111--------=. 将()x f 按第1+n 列展开,得()n n n n n n n n x A x A x A A x f 1,111,1,21,1++-+++++++= ,其中,1-n x的系数为()()n n n n n n D D A -=-=+++11,1.又根据德蒙德行列式的结果知()()()()()∏≤<≤----=ni j j in x xx x x x x x x f 121 .由上式可求得1-n x 的系数为()()∏≤<≤-+-ni j j in x xx x x 121 .故有()()∏≤<≤-+++=ni j j in n x xx x x D 121 .3.3 特征值法3.3.1 概念及计算方法设n λλλ ,,21是n 级矩阵A 的全部特征值,则有公式 n A λλλ 21=.故只要能求出矩阵A 的全部特征值,那么就可以计算出A 的行列式.3.3.2 例题解析例13 若n λλλ ,,21是n 级矩阵A 的全部特征值,证明:A 可逆当且仅当它的特征值全不为零. 证明:因为n A λλλ 21=,则A 可逆()n i i n 2,1000A 21=≠⇔≠⇔≠⇔λλλλ. 即A 可逆当且仅当它的特征值全不为零.4、几类特殊的行列式的巧妙计算技巧和方法4.1 三角形行列式4.1.1 概念形如nn n n n a a a a a a a a a a 333223221131211,nnn n n a a a a a a a a a a321333231222111这样的行列式,形状像个三角形,故称为“三角形”行列式.4.1.2 计算方法 由行列式的定义可知,nn nnn nn a a a a a a a a a a a a a2211333223221131211000000=,nn nnn n n a a a a a a a a a a a a a 2211321333231222111000000=. 4.2 “爪”字型行列式4.2.1 概念形如nn na c a c a cb b b a2211210,nn n c a c a c a a b b b2211012,n nn b b b a a c a c a c 211122,121122a b b b c a c a c a n n n这样的行列式,形状像个“爪”字,故称它们为“爪”字型行列式. 4.2.2 计算方法利用对角线消去行列式中的“横线”或“竖线”,均可把行列式化成“三角形”行列式.此方法可归纳为:“爪”字对角消竖横. 4.2.3 例题解析例14 计算行列式na a a a 111111321,其中.,2,1,0n i a i =≠分析:这是一个典型的“爪”字型行列式,计算时可将行列式的第.),3,2(n i i =列元素乘以ia 1-后都加到第一列上,原行列式可化为三角形行列式.解:na a a a 111111321nni ia a a a a 00011113221∑=-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=∑=ni i n a a a a a 21321. 4.3 “么”字型行列式4.3.1 概念形如n n n b b b a a c a c a c 211122,nn na b c a b c a b c a2221110,n n nc a c a c a a b b b 2211012,0111222a cb ac b a c b a nn n ,121122c a c a b a b c a b nnn,n n n a c a c a c b b b a2211210,0121122a b b b c a c a c a nnn,nnn b a b c b a b a c a c 12211201这样的行列式,形状像个“么”字,因此常称它们为“么”字型行列式. 4.3.2 计算方法利用“么”字的一个撇消去另一个撇,就可以把行列式化为三角形行列式.此方法可以归纳为:“么”字两撇相互消.注意:消第一撇的方向是沿着“么”的方向,从后向前,利用n a 消去n c ,然后再用1-n a 消去1-n c ,依次类推. 4.3.3 例题解析例15 计算1+n 阶行列式nn n b b b D 1111111111----=-+ .解:从最后一行开始后一行加到前一行(即消去第一撇),得nnn ni ini in b b b bb D 11111111-+--+-=-==+∑∑()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+--•-=∑=+ni i nn n b 121111()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=∑=+ni i n n b 12311.4.4 “两线”型行列式4.4.1 概念形如nnn a b b b a b a0000000012211-这样的行列式叫做“两线型”行列式. 4.4.2 计算方法对于这样的行列式,可通过直接展开法求解. 4.4.3 例题解析例16 求行列式nn n n a b b b a b a00000000D 12211-=. 解:按第一列展开,得()1221112211000010000-+-+-+=n n n nn n b b a b b a b b a a D()n n n b b b a a a 211211+-+=.4.5 “三对角”型行列式4.5.1 概念形如ba ab ba ab b a abb a ab b a +++++10000000000100000100000这样的行列式,叫做“三对角型”行列式. 4.5.2 计算方法对于这样的行列式,可直接展开得到两项递推关系式,然后变形进行两次递推或利用数学归纳法证明. 4.5.3 例题解析例17 求行列式ba ab ba ab b a abb a ab b a n +++++=10000000000100000100000D.解:按第一列展开,得()ba ab ba b a ab b a abb a ab D b a n n +++++-+=-100000010000100000D 1()21---+=n n abD D b a .变形,得()211D ----=-n n n n aD D b aD .由于2221,b ab a D b a D ++=+=, 从而利用上述递推公式得()211D ----=-n n n n aD D b aD ()()n n n n b aD D b aD D b =-==-=---122322 .故()nn n n n n n n n n b ab b a D a b b aD a b aD D ++++==++=+=------12211121 n n n n b ab b a a ++++=--11 .4.6 Vandermonde 行列式4.6.1 概念形如113121122322213211111----n nn n n nna a a a a a a a a a a a这样的行列式,成为n 级的德蒙德行列式.4.6.2 计算方法通过数学归纳法证明,可得()∏≤<≤-----=11113121122322213211111i j j i n nn n n nna a a a a a a a a a a a a a. 4.6.3 例题解析例18 求行列式n nn nn nn n nnn x x x x x x x x x x x x D21222212222121111---=.解:虽然n D 不是德蒙德行列式,但可以考虑构造1+n 阶的德蒙德行列式来间接求出n D 的值. 构造1+n 阶的德蒙德行列式,得()nnnn nn n nn n n n nn n n nx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f21111211222221222221211111--------=. 将()x f 按第1+n 列展开,得()n n n n n n n n x A x A x A A x f 1,111,1,21,1++-+++++++= , 其中,1-n x 的系数为()()n n n n n n D D A -=-=+++11,1.又根据德蒙德行列式的结果知()()()()()∏≤<≤----=ni j j in x xx x x x x x x f 121 .由上式可求得1-n x 的系数为()()∏≤<≤-+-ni j j in x xx x x 121 ,故有()()∏≤<≤-+++=ni j j in n x xx x x D 121 .5、行列式的计算方法的综合运用有些行列式如果只使用一种计算方法不易计算,这时就需要结合多种计算方法,使计算简便易行.下面就列举几种行列式计算方法的综合应用.5.1 降阶法和递推法例19 计算行列式2100012000002100012100012D=n .分析:乍一看该行列式,并没有什么规律.但仔细观察便会发现,按第一行展开便可得到1-n 阶的形式.解:将行列式按第一行展开,得212D ---=n n n D D . 即211D ----=-n n n n D D D .∴12312211=-=-==-=----D D D D D D n n n n . ∴()()111111---++++==+=n n n n D D D()121+=+-=n n .5.2 逐行相加减和套用德蒙德行列式例20 计算行列式43423332232213124243232221214321sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 1sin 1sin 1sin 11111D ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ++++++++++++=解:从第一行开始,依次用上一行的()1-倍加到下一行,进行逐行相加,得43332313423222124321sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 1111ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ=D .再由德蒙德行列式,得()∏≤<≤-==4143332313423222124321sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 1111i j j i D ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ.5.3 构造法和套用德蒙德行列式例21 求行列式n nn nn nn n nnn x x x x x x x x x x x x D21222212222121111---=.解:虽然n D 不是德蒙德行列式,但可以考虑构造1+n 阶的德蒙德行列式来间接求出n D 的值. 构造1+n 阶的德蒙德行列式,得()nnnn nn n nn n n n nn n n nx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f21111211222221222221211111--------=. 将()x f 按第1+n 列展开,得()n n n n n n n n x A x A x A A x f 1,111,1,21,1++-+++++++= ,其中,1-n x 的系数为()()n n n n n n D D A -=-=+++11,1.又根据德蒙德行列式的结果知()()()()()∏≤<≤----=ni j j in x xx x x x x x x f 121 .由上式可求得1-n x 的系数为()()∏≤<≤-+-ni j j in x xx x x 121 .故有()()∏≤<≤-+++=ni j j in n x xx x x D 121 .。
求解行列式的若干方法

求解行列式的若干方法一、矩阵的行列式的基本定义行列式是以n阶方阵A=[a1,a2,a3,…an] 为参数,为定义a1,a2,a3,…an 线性相关性的函数。
它称为行列式又称为阵列式,记作|A|或det A。
二、行列式的四则运算法以n阶方阵A,B为例,记|A|=a,|B|=b,行列式满足下面的法则:(1)交换行(列):|A|= -|A'| ;(4)把存在因子分解:|A|= |A'| * |A''|。
三、行列式解法法(1)基本思想:用行列式的四则运算法把行列式分割成较小的子矩阵,最终分解成只有一项的1x1的方阵,此时,行列式的值就求得了。
(2)实施步骤:1. 找出行列式某行(列)的第一项不为零的行列(r,s),将这两项的所在的行(列)和其余的行(列)外的元素全部给"抹去"成新的矩阵;2. 令,行列式的记号变成,其中,为原行列式A中第r行(列)抹去后元素组成的矩阵,为原行列式A第r行(列)第s个元素;3. 如果新行列式A1的阶数>1,则重复第一步,令A1的矩阵的行列式变成。
令A1的第一行(列)第一个非零元素的行(列)及其余列(行)外的元素成新的矩阵,及抹去后原矩阵A1的第一行(列)第一个非零元素;4. 如此反复,最终,A1,A2,A3,…,An可以减少到一项元素,行列式的值就可求出;设有A为3阶方阵:[1,2,-3;2,1,3;3,2,1]步骤1:A的第一列第一个非零元素为1,第一行第一个非零元素的行=1,把第一行与第一列的行和元素外的元素抹去,有:A1=|-3|= -3步骤2:A1的值令为A[1]=-3,则A的值:四、Gauss-Jordan 消去法将一个n阶方阵A,转换为 n阶单位方阵1. 首先将一个方阵A与单位方阵合并成一个新的方阵H;2. 使用行列式的基本四则运算法,把H分解成上三角A1和下三角A2矩阵的叠加;3. 把A1及A2的元素分别乘以一个常数因子,使得所有非零元素都变成1;4. 将A1和A2叠加起来,即可得到一个n阶单位方阵,此时的A的行列式的值就求出来了。
行列式的几种计算方法

行列式的几种计算方法行列式是线性代数中非常重要的概念,它可以帮助我们理解矩阵的性质和求解线性方程组。
行列式的计算方法有多种,下面将详细介绍几种常用的计算方法。
一、按定义式计算行列式:按照定义式计算行列式是最基本的一种方法。
对于一个n阶矩阵A,其行列式记作det(A),可以按照以下公式进行计算:det(A) = Σ(−1)^σ(π_1,π_2,…,π_n)a_{1π_1}a_{2π_2}⋯a_{nπ_n}σ(π_1,π_2,…,π_n)是排列(π_1,π_2,…,π_n)的符号,a_{iπ_i}表示矩阵A的第i行第π_i列的元素,Σ表示对所有可能的排列进行求和。
按照定义式计算行列式需要对所有可能的排列进行求和,计算量较大,对于较大阶的矩阵来说并不实用。
我们通常会采用其他方法来计算行列式。
计算行列式时,我们可以利用其性质来简化计算过程。
行列式有一些基本的性质,如行列式中某一行(列)所有元素都乘以一个数k,行列式的值也要乘以k;行列式中某一行(列)元素乘以某个数加到另一行(列)上去后,行列式的值不变等。
利用这些性质,我们可以通过变换行列式中的元素或行列式本身,从而简化计算过程。
对于一个3阶矩阵A,我们可以利用做行列变换将其变换为上三角矩阵,这样计算其行列式就会变得非常简单。
具体地,我们可以通过交换行或列,将矩阵A变换为上三角矩阵,然后利用上三角矩阵的行列式的性质求解行列式的值。
三、按矩阵的余子式和代数余子式计算行列式:对于一个n阶矩阵A,其(i,j)位置的余子式M_{ij}定义为将A的第i行第j列划去后,剩下的元素按原来的次序组成的(n-1)阶行列式。
即M_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot \det(A_{ij})其中A_{ij}是将矩阵A的第i行第j列元素划掉后得到的(n-1)阶子式矩阵。
矩阵的代数余子式A_{ij}定义为A_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij}。
如何计算行列式范文

如何计算行列式范文行列式是一个与矩阵相关的数,它是用于描述线性方程组解的性质的一种数学工具。
计算行列式的方法有多种,包括展开法、按行或按列求和法以及特殊矩阵的性质等。
下面将介绍一些常见的计算行列式的方法。
一、展开法展开法是计算行列式的一种常见方法。
对于一个n阶行列式A,其展开法可以通过以下步骤进行计算。
1.当n=1时,行列式的值即为该元素的值,即A=a。
2.当n>1时,取第一行(或第一列)的元素a11,根据代数余子式的定义,构造n-1阶子行列式A113.根据代数余子式的定义,计算a11与A11的乘积,再乘以(-1)^(1+1)=1,并将其加到行列式的值中,得到一个部分求和结果。
4.重复步骤2和步骤3,依次取第一行(或第一列)的下一个元素,并将其与对应的n-1阶子行列式的乘积加到部分求和结果中。
5.将所有的部分求和结果相加,即为行列式的值。
示例:计算行列式A=,12345781.第一行第一个元素为a11=1,对应的子行列式为A11=,56,其值为52.a11与A11的乘积为1*5=53.第一行第二个元素为a12=2,对应的子行列式为A12=,46,其值为44.a12与A12的乘积为2*4=85.第一行第三个元素为a13=3,对应的子行列式为A13=,45,其值为46.a13与A13的乘积为3*4=127.将步骤4、步骤5和步骤6的结果相加,得到部分求和结果为5+8+12=258.因此,行列式A的值为25二、按行或按列求和法按行或按列求和法是一种计算行列式的简便方法。
对于一个n阶行列式A,其按行或按列求和法可以通过以下步骤进行计算。
1.根据行列式的定义,确定需要按行还是按列求和。
以下以按行求和为例。
2.取第一行的元素a11,并将其与对应的n-1阶子行列式A11的值相乘。
3.将步骤2的结果乘以(-1)^(1+1)=1,得到部分求和结果。
4.重复步骤2和步骤3,依次取第一行的下一个元素,并将其与对应的n-1阶子行列式的乘积加到部分求和结果中。
行列式的计算方法总结

行列式的计算方法总结行列式是数学中一类特殊的数值,它可以用于解决各种数学问题,如线性方程组的解、二次行列式的特征根以及三角形的面积等。
它的计算方法也颇为多样,各种行列式的计算方法可以归纳总结如下:第一种是规则式子求行列式的方法,即规则式子求行列式的值。
这种方法包括常见的拆分积式法,它可以用来计算简单行列式,其解算步骤如下:把行列式的第一行和其他所有行有序的放在一起,按列乘以每列的分量,然后把乘积相加,即可求出行列式的值。
另一种常用的计算行列式的方法是运用行列式的转置法则,这也是一种简单的计算行列式的方法,它的解算步骤如下:先把行列式的行和列都交换一下,然后把交换后的新行列式进行上面第一种规则式子求行列式的求值,便可求出行列式的值。
此外,还有多元函数求行列式的方法,以及行列式求导、求偏导数的方法。
多元函数求行列式的方法就是将行列式用多元函数的形式表示出来,然后用函数定义求和解决之。
行列式求导、求偏导数的方法就是将行列式的变量替换为一个新的变量,然后进行积分,并求出偏导数,最终得到行列式的值。
最后一种常用的计算行列式的方法是拆解行列式的方法,这是一种比较复杂的行列式计算方法。
它的解算步骤如下:先把行列式拆解成几个子行列式,然后逐步把子行列式拆解为更小的子行列式,最终得到一个最小子行列式,将其值替换到初始行列式中计算,即可求出该行列式的值。
以上是行列式的计算方法总结,由于行列式的类型众多,其计算方法也多如牛毛,仅有上述几种计算方法是不够的,若想解决复杂的行列式计算,还需要运用其他更加复杂的计算方法,如克莱姆法、罗宾逊法、孟加拉法等。
此外,计算行列式还需要掌握矩阵运算的基础知识,运用高等数学知识,才能解决复杂的行列式计算问题。
总之,行列式的计算是一件非常有技巧性的事情,找到合适的计算方法,解决行列式计算的难题,有助于提高数学的解题能力。
行列式的几种计算方法7篇

行列式的几种计算方法7篇第1篇示例:行列式是线性代数中的一个重要概念,它是一个方阵中的一个数值,可以帮助我们判断矩阵的性质,计算行列式的值是线性代数中的基础技能之一。
下面我们将介绍几种行列式的计算方法以及其应用。
一、直接展开法计算行列式最基本的方法就是直接展开法。
以3阶行列式为例,一个3阶方阵的行列式可以表示为:\[\begin{vmatrix}a &b &c \\d &e &f \\g & h & i\end{vmatrix}\]通过公式展开,可以得到:\[\begin{aligned}\begin{vmatrix}a &b &c \\d &e &f \\g & h & i\end{vmatrix} & = aei + bfg + cdh - ceg - bdi - afh \\& = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg)\end{aligned}\]这样就可以直接计算出行列式的值。
但是这种方法比较繁琐,不适用于高阶行列式的计算。
二、拉普拉斯展开法\[\begin{vmatrix}a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\a_{21} & a_{22} & \cdots & a_{2n} \\\vdots & \vdots & & \vdots \\a_{n1} & a_{n2} & \cdots & a_{nn} \\\end{vmatrix}\]以第一行为例,可以按照以下公式展开:\[ \text{det}(A) = a_{11}C_{11} + a_{12}C_{12} + \cdots +a_{1n}C_{1n} \]C_{ij}表示元素a_{ij}的代数余子式,通过递归计算代数余子式,最终可以得到行列式的值。
行列式的几种计算方法

行列式的几种计算方法
行列式是线性代数中非常重要的一个概念,它可以用于求解线性方程组、求解矩阵的逆等多个应用。
而行列式的计算方法也有很多种,接下来我们将分别介绍一些常用的行列式计算方法。
1. 代数余子式法:
代数余子式法是一种常用的行列式计算方法,它的基本思想是通过对矩阵中的元素进行操作来求解行列式的值。
具体步骤如下:
(1)选择矩阵中的一行或一列,以此为基准,生成n个n-1阶矩阵。
(2)计算每个n-1阶矩阵的行列式值,即代数余子式。
(3)将每个代数余子式与对应元素乘积后,加减交替求和。
3. 递推法:
递推法是通过将行列式的计算问题逐步转化为较小行列式的计算问题来求解行列式的方法。
具体步骤如下:
(1)从矩阵的最后一行开始,计算该行的每个元素与其代数余子式的乘积,并乘以相应的正负号。
(2)将每个乘积累加得到最后一行的元素的求和值。
(3)通过将最后一行的求和值代入到后一行的计算中,逐步递归计算行列式的值。
(4)最后得到行列式的值。
除了以上介绍的几种方法外,还有基于矩阵的性质和变换的方法、基于行列式的性质和变换的方法等。
通过灵活运用这些方法,我们可以有效地计算行列式的值,解决实际问题。
行列式计算方法

行列式计算方法行列式的计算是线性代数中的重要内容,有以下几种常用的方法:1. 代数余子式法:给定一个n阶矩阵A,取A的第i行第j列元素a_ij为基准,计算它的代数余子式A_ij的值。
代数余子式的定义是,在A中划去第i行和第j列后,剩余元素构成的(n-1)阶子矩阵的行列式。
然后,根据代数余子式的符号规律,求得A_ij*(-1)^(i+j),再将所有的代数余子式乘以对应位置的元素,再求和即可得到行列式的值。
2. 拉普拉斯展开法:选择A的任意一行或一列,例如第i行,根据拉普拉斯展开定理,将行列式的计算转化为n个(n-1)阶行列式的计算,然后依次递归地计算(n-1)阶行列式,最后累加得到行列式的值。
3. 对角线法则:对于一个n×n的矩阵A,按照对角线上的元素(从左上角到右下角)出现的顺序,将对应的元素乘积相加,再减去按照对角线下方的元素(从左上角到右下角)出现的顺序,将对应的元素乘积相加。
这个过程可以用一个式子来表示:det(A) = a_11 * a_22 * ... * a_nn - a_21 * a_32 * ... * a_n1。
4. 公式法:对于一个3阶矩阵A,可以利用公式来计算行列式的值。
行列式的计算可以表示为:det(A) = a_11 * a_22 * a_33+ a_12 * a_23 * a_31 + a_13 * a_21 * a_32 - a_31 * a_22 * a_13 - a_32 * a_23 * a_11 - a_33 * a_21 * a_12。
对于4阶及以上的矩阵,复杂度较高,通常情况下不会直接使用公式法计算,而是选择其他方法。
以上是几种常用的求行列式的方法,不同的方法适用于不同的情况,在实际计算中可以根据需要选择合适的方法来求解。
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行列式的求法有多种,以下简单进行总结。
一、逆序定义法
行列式的逆序法定义如下:
1212121112121222(,,......,)12,,......,1
2(1)......n n n
n n j j j j j nj j j j n n nn
a a a a a a a a a a a a τ=
-∑
这里,12,,......,n j j j 为1,2,...,n 的任一排列,12(,,......,)n j j j τ为该排列的逆序数,求和是对所有的排列求的,因此,该和式一共有!n 项,每项都是n 个数相乘,并得计算逆序数,计算量巨大。
因此,一般而言,逆序法定义具有理论上研究的意义,而比较少用于求行列式。
但是,如果行列式的项中有大量的0,那么用逆序法计算可能会很简单。
以下举例如下:
例1:求
11
22
nn
a a a。
解答:
12121211
22
(,,......,)12,,......,(1)......n n n
j j j j j nj j j j nn
a a a a a a τ=
-∑
只当11j =,22j =,……,n j n =,其项才可能非零。
因此,
11
22
(1,2,......,)01,12,2,1,12,2,1,12,2,(1)......(1)............n n n n n n n
nn
a a a a a a a a a a a a τ=-=-=
例2、求
1
2
n
d d d 。
解答:
1212121
2
(,,......,)12,,......,(1)......n n n
j j j j j nj j j j n
d d a a a d τ=
-∑
只当1j n =,21j n =-,……,1n j =,其项才可能非零。
因此,
1
(1)2
(,1, (1)
2
1,2,1,112(1)
(1)
......n n n n n n n n n
d d a a a d d d d τ---=-=- 。
例3、求
1
2
1
n n
d d d d -。
解答:1212121
2
(,,......,)12,,......,1
(1)......n n n
j j j j j nj j j j n n
d d a a a d d τ-=
-∑
只当12j =,23j =,……,1n j n -=,1n j =时,其项才能非零,于是
1
2
(2,3,4,......,1,,1)11,22,31,,11211
(1)......(1)......n n n n n n n n
n n
d d a a a a d d d d d d τ-----=-=-
二、按任意行或任意列展开
11121212221
1
1
21
1
(1)
(1)n n
n
n i j
ij ij
j j n n nn
n
n
i j
ij ij
i i a a a a a a M A a a a M A +==+===-==-=∑∑∑∑
其中,ij M 是原行列式划去第i 行和第j 列所成的行列式,称为i 行j 列位置上的余子式,而
(1)i j ij ij A M +=-则称为i 行j 列位置上的代数余子式。
至于各个ij M 的计算,则继续按照此
递归定义计算下去。
当然,必须说的是,如果单纯这样做,计算量也是相当之大的。
不过,如果行列式中有大量零,可以考虑这种方法(没有零,就利用行列式性质弄出大量零)。
以下举几个例子:
例4、438 951 276。
解答:438
519195
951438423352853360 762627
276
=-+=⨯-⨯+⨯=
例5、3642 0157 3456 2175。
解答:
3642
342362364
0157
135653467345
3456
275215217
2175
=⨯-+
342
563635
356342317)4321141
752527
275
=⨯-⨯+⨯=⨯(--⨯+⨯=-
362
623236
34625228125(6)14
463634
215
=⨯-+⨯=⨯-+⨯-=
364
353434
345641611413317
272735
217
=-⨯+⨯-⨯=-⨯+⨯-=-
这样,
3642
342362364
0157
1356534673451(41)5147(17)230 3456
275215217
2175
=⨯-+=⨯--⨯+⨯-=-
三、利用初等变换求行列式
利用初等变换求行列式是最常用的行列式求法。
以下简单举几个例子:
例6、1111 1200 1030 1004
解答:
111111111111111112000111011101111(2)210300121001200121004011300220002------====⨯1⨯1⨯-=---------例7、
010001000
1
a b c a b c
解答:
2
222222220000000100100100100()010010010010001001
001
001
a b c a b c a b c a b c a a
a a a
b
c b b b b c c
c
c
------=
=
=
=-++
四、递归法求行列式
用递归法求行列式,必须寻找行列式的自相似结构。
以下讲解几个例题: 例8、求解范德蒙行列式
1
2
3
2
22212
3
1
11112
31111n
n n n n n n n
x x x x D x x x x x x x x ----=
1
2
3
21
31
1
2
222
22
2
12
3
212
313
111
1112
1212
12
321231312131
12213311111111100
011
1100
()
()
(n n n n n n
n n n n n n n n n n n n n
n n x x x x x x x x x x D x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x -------------==---------=--
1222
221331121311232
2223232131121312
222
3)
0()()()
11110
111()()......()0
01
11()()......()
()()......n n n n n n n n n n n n
n n n n n n
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x -------------=---=---=--
11
()n n x x D --利用上述递推公式,有
213111
21311324222
213113242243311()()......()()()......()()()......()......()()......()()()......()()......()......()(n n n n n n n n n n n D x x x x x x D x x x x x x x x x x x x D x x x x x x x x x x x x x x x x x x D ---=---=------==---------=
1)
j i i j n
x x ≤<≤-∏
例9、求解行列式
0111
1
1
n n
x x
x a a a a - 。
解答:记111
1
1
1
n n n x x D x a a a a +-=
,则
11
111
12
1
21211112011
11
1
11(1)111
(1)()..................n n n
n n n n n n n n n n n n n n n n n n
n x x x
x x x
D x x x
a a a a a a a a x
D a x D a x D a x a x D a x a x a x a a x a x +++---+---------=
=⨯
+-----=+--=+=++==++++=+++
五、其它方法
与线性代数的其它知识相结合,还有其它一些方法,日后细说。