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线性代数单元练习一答案详解

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单元练习一答案(求行列式的值,解法不唯一)

一、 填空题

2、求2n 元排列 13…(2n -1)24…(2n)的逆序数

分析:此排列奇数和偶数各占一半,前n 个奇数从小到大排列,故这些奇数的逆序数为0,从第n+1个元素起,元素的逆序数分别为n-1,n-2,…,1,0。故

3、四阶行列式中含 的项是 分析:按n 阶行列式的定义有

,特点:n 个元素的乘积项中每个元素来自不同

行不同列; 且n 个元素的行标按照标准次序排列,列标为1,2,…,n 这n 个自然数的全排列. 4阶行列式每项均可表示为()()

n p p p t Λ211-n np p p a a a Λ2121,找出其中含

的项,即找出()

()

43211p p p p t -43214321p p p p a a a a 中3,121==p p 的所有项,则43,p p 只有

两种选择,即2,44,24343====p p p p 或。故含 的项有 ()()13241t -=44322311a a a a 44322311a a a a -;()

()

13421t -=42342311a a a a 42342311a a a a

4、一个排列中任意两个元素对换,此排列改变奇偶性。

5、分析:分块三角行列式的值为

二、2、分析:按n 阶行列式的定义

, 共n!项。对于此题行列式,n!项中除了当

n p n p p p n n =-===-121,1,...,2,1的项外,其余都是零项,故

(),

211...)3()2()1(-=++-+-+-=n n n n n t 2311a a ()()n n n np p p p p p p p p t a a a D ΛΛΛ21

2121211∑-=2311a a 23

11a a nn

n n

kk k k nn n n nk n k kk

k k

b b b b a a a a b b b b

c c c c a a a a D ΛM

M ΛΛM M ΛΛM M ΛΛM M ΛΛM M Λ111111111111111111110?==2

22)(0000000

0b a a b b a a b b a a b b a a b b a D -=?==()()n n n np p p p p p p p p t ij b b b b D ΛΛΛ2

12121211||∑-==

三、 分析:此行列式为三阶行列式可直接用沙路法或对角线法则计算。对于一般行列式,先观察是否可用行列式的6个性质将其简化,如每行或每列是否有公因子,有公因子先提公因子;是否有某两行或两列的元素成比列等。

abcdef abcdef e

c

b

e c b e c b ad

f ef

cf

bf

de cd bd

ae ac ab D 41

1

1

111

1

11=--=--=--=---解

2、分析:此行列式为4阶范德蒙行列式,若能记住n 阶范德蒙行列式的值可直接利用它的结果,若记不住,需计算。这是低阶的范德蒙行列式,不用数学归纳法求。一般方法:有技巧地“打洞”,如此题用“后行减去前行的某倍”的办法打洞,这样可以提公因子,化简行列式。

)

)()()()()((11)

)()()()(()

()(0011

1

))()((111

))()(()()()(0)

()

()(0

011111111

1

22

3341

22

3222

222333322

2

2

c d b d b c a d a c a b d

c b

d b c a d a c a b b d d b c c b

d b

c a

d a c a b d c b d c b

a d a c a

b a d d a

c c a b b a

d d a c c a b b a d a c a b d c b a d c

b

a

d c b a D br r br r ar r ar

r ar r ------=-----=-------=---=---------=

=

-----解

3、分析:此行列式满足“行和或列和相等”,故利用三大步骤计算:(1)统加到第一行(若行和相等)或统加到第一列(若列和相等);(2)提公因子;(3)打洞。 解:

()()

),...,,(2)1(1111212111

121112111n n n n n n n n n n n n nn t a b a b a b a a a n n b b b D ===-=-=-----这里ΛΛΛ

1),...,3,2()]()1([0

00

01]

)1([111])1([)1()1()1(12

1-=-+--+=---+=-+=-+-+-+∑==n n i r r c c n a x a n x a

x a

x a a

a n x x

a

a a x a x a a a n x x

a a a n x a x a x a n x a a a n x D i n

i i ΛM O M M ΛΛΛ

ΛM M M M ΛM M ΛΛΛΛ

Λ

Λ

M M M M Λ

M M ΛΛΛΛ解4、分析:此行列式为“爪型”行列式,解题一般方法为将行列式第1列或第1行除 外都打洞成零。

1211

101

211

10)

,...,3,2(1

121)1

(0

000

00

01111

011--=--==--∑

∑-=-=

≠-n n i i

n n i i n i c a c n n a a a a a a a a a a D a a a i i ΛΛ

M O

M M M ΛΛ

ΛΛ时,解法一、当

解法二、将此行列式按第一列展开,得

11a

2

21142113113212102

21

21

42

11

311

21210

00000

000

1111)1(0

0000000

000011111000000000

11110

011100

0000------+---------=-++++-

=n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a D ΛΛΛΛΛΛΛ

M M O M M Λ

Λ

ΛΛΛ

M O M M M M ΛΛ

ΛΛΛM O M M M ΛΛΛΛ

M

O M M ΛΛΛM O

M M ΛΛ时当0121≠-n a a a Λ,可将上式改写为1

211

1

0)1(--=∑-=n n i i

a a a a a D Λn

四、利用性质(6个性质)证明三个行列式相等。

分析:这里用行列式的性质1和性质2即可证明。性质1:行列式与它的转置行列式相等; 性质2:互换行列式的某两行或某两列,行列式变号。

3

2132221321)1()1(,,3

22

13

22

1D D D D r

c

z p a

x q b y c

r

z

a p x

b q y c

r

z

b q y

a p x

D D D c

b a

r q p z

y

x r

q

p c b a

z y x

D r

c

z p a

x q b y D c b a r q

p z y x D r

q

p z y x

c b a

D c c r r T

r r r r ==∴=--=-====--=-====????证明:记

五、分析:

各自的代数余子式之和等于某行所有元素乘以其意义为:行列式的值则,即根据行列式按行展开法in in i i i i n A a A a A a D +++=Λ221124

3

512312

220

3510

23102221

11303510231131511133351223143152113223223123434

33323134333231=----====+-+=---++---------------r r c c A A A A M M M M 解:

六、分析:书上25页,n 阶齐次线性方程组有非0解充要条件:其系数行列式为0。当其系数行列式为0时,n 阶齐次线性方程组只有0解。

;且解齐次线性方程组只有零;或解齐次线性方程组有非零系数行列式解:齐次线性方程组的010)2(010)1()1(1201011112111112

331==?≠?==?=?--=-==--μλμλμλμμλμμλD D D r r C C

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