东北大学线性代数课件第一章_行列式
第一章 行列式 教学基本要求： 1. 1. 了解行列式的定义. 2. 掌握行列式的性质和计算行列式的方法. 3. 会计算简单的n 阶行列式. 4. 了解Cramer 法则. 一、行列式的定义 1. 定义 nn n n n n a a a a a a a a a 212222111211称为n 阶行列式，记作D (或n D 或||ij n a )，它是n 2个数 (1,2, ,;1,2, ,)ij a i n j n ==的一个运算结果： 11 12121222111112121112 n n n n n n nn a a a a a a D a A a A a A a a a = =+++，(1.1) 其中，(1,2,,;1,2,,)ij a i n j n ==为行列式位于第i 行且第j 列的元素， 111(1)j j j A M +=-(1,2,,)j n =，而1j M 为划掉行列式第1行和第j 列的全部元素后余下的元素组成的1n -阶行列式，即 21 212122231 21 311 11 j j n j j n j n n j n j nn a a a a a a a a M a a a a -+-+-+= 1j M 称为元素1j a 的余子式，1j A 称为元素1 j a 的代数余子式. 2. 基本行列式： (1)一阶行列式 a a =||. 例如，|106|106=， 2121-=-.
1112112212212122 a a a a a a a a =-. 112233122331132132a a a a a a a a a ++ 132231122133112332a a a a a a a a a ---. (4)三角形行列式 ①对角行列式 11 1122 nn nn a a a a a =. ②下三角行列式 11 1122 1nn n nn a a a a a a =. ③上三角行列式 11 11122 n nn nn a a a a a a =. ④ 1(1)2 121 11 (1) n n n n n n n a a a a a --=-. ⑤ 1(1)2 121 11(1) n n n n n n n nn a a a a a a --=-. ⑥ 11 1(1)2 121 11 (1) n n n n n n n a a a a a a --=-. 3. 行列式的性质 nn n n n n a a a a a a a a a D 2122221 11211 = ，nn n n n n T a a a a a a a a a D 212 2212 12111= 性质1.1 D D T =. (1.2)
例2计算 n 阶行列式副对角线以上的元素全为0 其中表示元素为任意数解由定义有递推关系递推公式由以上结论容易得到四n 阶行列式的性质行列式 DT 称为行列式 D 的转置行列式记性质1 行列式的行与列互换其值不变即 DT D 性质1说明行列式对行成立的性质都适用于列下面仅对行讨论由性质 1 和前面关于下三角行列式的结果马 上可以得到上三角行列式主对角线以下的元素全为0 的值等于主对角元的积即性质2 行列式按任一行展开其值相等即其中是 D 中去掉第 i 行第 j 列的全部元素后剩下的元素按原来的顺序排成的 n－1 阶行列式称为的余子式称为的代数余子式即性质3 线性性质 1行列式的某一行列中所有的元素都乘以同一数k 等于用数 k 乘此行列式 2 若行列式的某一行 列的元素都是两数之和那么该行列式可以写成两个行列式的和例如 1 若行列式的某一行列的元素都是 n 个数之和那么该行列式可以写成 n 个行列式的和例如说明 2 若行列式的某 m 行列的元素都是两例如说明个数之和那么该行列式可以写成个行列式的和由性质3马上得到推论1 某行元素全为零的行列式其值为零性质4 行列式中两行对应元素全相等其值为 零对行列式的阶数用数学归纳法证明证明当D为二阶行列式时结论显然成立假设当 D 为 n－1 阶行列式时结论成立设行列式 D 的第 i 行和第 j 行元素对应相等则当D为 n 阶行列式时将 D 按第k 行展开得其中为 k－1 阶行列式且有两行元素对应相等故由归纳假设知推论2 行列式中两行对应元素成比例其值为零由性质 3 和性质 4 马上得到性质5 在行列式中把某行各元素分别乘以数 k再加
第一章 行列式 1. 利用对角线法则计算下列三阶行列式: (1)3811411 02---; 解 3 811411 02--- =2?(-4)?3+0?(-1)?(-1)+1?1?8 -0?1?3-2?(-1)?8-1?(-4)?(-1) =-24+8+16-4=-4. (2)b a c a c b c b a ; 解 b a c a c b c b a =acb +bac +cba -bbb -aaa -ccc =3abc -a 3-b 3-c 3. (3)2221 11c b a c b a ; 解 2 221 11c b a c b a =bc 2+ca 2+ab 2-ac 2-ba 2-cb 2 =(a -b )(b -c )(c -a ).
(4)y x y x x y x y y x y x +++. 解 y x y x x y x y y x y x +++ =x (x +y )y +yx (x +y )+(x +y )yx -y 3-(x +y )3-x 3 =3xy (x +y )-y 3-3x 2 y -x 3-y 3-x 3 =-2(x 3+y 3). 2. 按自然数从小到大为标准次序, 求下列各排列的逆序数: (1)1 2 3 4; 解 逆序数为0 (2)4 1 3 2; 解 逆序数为4: 41, 43, 42, 32. (3)3 4 2 1; 解 逆序数为5: 3 2, 3 1, 4 2, 4 1, 2 1. (4)2 4 1 3; 解 逆序数为3: 2 1, 4 1, 4 3. (5)1 3 ? ? ? (2n -1) 2 4 ? ? ? (2n ); 解 逆序数为2) 1(-n n : 3 2 (1个) 5 2, 5 4(2个) 7 2, 7 4, 7 6(3个)