线性代数第一章行列式复习题(32课时)答案
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第一章 行列式习题1. n 阶行列式D 的值为c ,若将D 的第一列移到最后一列,其余各列依次保持原来的次序向左移动,则得到的行列式值为 。
(1(1)n c --)2. n 阶行列式D 的值为c ,若将D 的所有元素改变符号,得到的行列式值为 。
((1)n c -)3. 2(1)(2,1,21,2,,1,)(21)0(23)0122k k N k k k k k k k k --+=-++-+++=+?。
4. 由行列式的定义计算行列式413331233626xx x x xx展开式中4x 和3x 的系数。
(3412, 12x x -)(分析:4x 的系数:四个元素中必须全都包含x 。
第一行只能取11a ,第三行只能取33a ,这样第二、四行只能取22a 和44a ,则此项为(1234)411223344(1)4312N a a a a x x x x x -=⋅⋅⋅=。
3x 的系数:(2134)(4231)3331221334441223314(1)(1)3912N N a a a a a a a a x x x -+-=--=-。
)5. 已知1703,3159,975,10959能被13整除,不直接计算行列式17033159097510959的值,证明他是13的倍数。
证明:12341701703170170341000131531593153159410021309709750979754103109510959109510959l c c l c c l c c l +⋅+⋅=⋅+⋅,能被13整除。
注意,以下两个行列式:170317037033159315915909759759751095910959959≠,所以一定要加到最后一列上。
6. 设行列式311252342011133--=--D ,求11213141243A A A A +--及2123242-++M M M 。
(0和-5)解:112131412112423424301011333A A A A -+--==----。
第一章 行列式一、单项选择题1.行列式D 非零的充分条件是( D )(A) D 的所有元素非零 (B) D 至少有n 个元素非零 (C) D 的任何两行元素不成比例(D)以D 为系数矩阵的非齐次线性方程组有唯一解 2.二阶行列式1221--k k ≠0的充分必要条件是( C )A .k ≠-1B .k ≠3C .k ≠-1且k ≠3D .k ≠-1或≠3 3.已知2阶行列式2211b a b a =m ,2211c b c b =n ,则222111c a b c a b ++=( B )+n (m+n )4.设行列式==1111034222,1111304z y x zy x 则行列式( A ) A.32D.38 5.下列行列式等于零的是(D )A .100123123- B. 031010300- C . 100003010- D . 261422613-6.行列式111101111011110------第二行第一列元素的代数余子式21A =( B )A .-2B .-1C .1D .28.如果方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+=-=-+0404033232321kx x x x x kx x 有非零解,则 k =( B )9.(考研题)行列式0000000a b abc d c d=( B ) A.()2ad bc -B.()2ad bc --C.2222a d b c -D.2222b c a d -二、填空题1.四阶行列式中带负号且含有因子12a 和21a 的项为 44332112a a a a 。
2. 行列式1112344916中(3,2)元素的代数余子式A 32=___-2___.3. 设7343690211118751----=D ,则5A 14+A24+A 44=_______。
解答:5A 14+A 24+A 44=1501343090211115751-=---4.已知行列式011103212=-a ,则数a =____3______.5.若a ,b 是实数,则当a =___且b =___时,有=---10100a b b a 0。
线性代数练习题 第一章 行 列 式系专业班 XX 学号第一节 二阶与三阶行列式 第三节 n 阶行列式的定义一.选择题1.假设行列式x52231521 = 0,那么=x [ C ] 〔A 〕2 〔B 〕2- 〔C 〕3 〔D 〕3-2.线性方程组⎜⎛⎜⎰〉=+=+473322121x x x x ,那么方程组的解),(21x x = [ C ]〔A 〕〔13,5〕 〔B 〕〔13-,5〕 〔C 〕〔13,5-〕 〔D 〕〔5,13--〕3.方程093142112=x x根的个数是 [ C ] 〔A 〕0 〔B 〕1 〔C 〕2 〔D 〕34.以下构成六阶行列式展开式的各项中,取“+〞的有 [ AD ] 〔A 〕665144322315a a a a a a 〔B 〕655344322611a a a a a a 〔C 〕346542165321a a a a a a 〔D 〕266544133251a a a a a a5.假设55443211)541()1(a a a a a l k l k N -是五阶行列式ij a 的一项,那么l k ,的值及该项的符号为[ B ] 〔A 〕3,2==l k ,符号为正; 〔B 〕3,2==l k ,符号为负; 〔C 〕2,3==l k ,符号为正; 〔D 〕2,3==l k ,符号为负6.以下n 〔n >2〕阶行列式的值必为零的是 [ B ] (A) 行列式主对角线上的元素全为零 (B) 三角形行列式主对角线上有一个元素为零 (C) 行列式零的元素的个数多于n 个 (D) 行列式非零元素的个数小于n 个 二、填空题 1.行列式1221--k k 0≠的充分必要条件是 3,1k k ≠≠-2.排列36715284的逆序数是 133.排列397461t s r 为奇排列,那么r = 2,8,5s = 5,2,8 ,t = 8,5,2 4.在六阶行列式ij a 中,623551461423a a a a a a 应取的符号为 负 。
第一章习题1-1.计算下列行列式(1)713501163.(2)4321651005311021.(3)222111ab c a b c . (4)2010411063143211111.(5)49362516362516925169416941.1-2.计算行列式abcdb a dc cd a b d c b a.1-3.计算n 阶行列式(1)n321332122211111.(2)14321432113213121321n nnn nn n n---.(3)21111121111211112------. 1-4. 证明:(1)2221112222221111112c b a c b a c b a b a a c c b b a a c c b b a a c cb =+++++++++.(2)321321321332321332321332321c c c b b b a a a c mc c lc kc c b mb b lb kb b a ma a la ka a =+++++++++.(3)222244441111a b c d a b c d a b c d ()()()()()()()b a c a d a c b d b d c a b c d =------+++.1-5.计算行列式xyy x y x y x 0000000000.1-6.计算4阶行列式112233440000000a b a b b a b a . 1-7. 如果行列式∆=nnn n nna a a a a a a a a212222111211,试用∆表示行列式nnn n n nn a a a a a a a a a a a a 11211213323122221的值. 1-8.利用克莱姆法则解线性方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-+-=+-=--=+-+067452296385243214324214321x x x x x x x x x x x x x x . 1-9. 问λ取何值时,齐次线性方程组可能有非零解?12120x x x x λλ+=⎧⎨+=⎩ 1-10.已知()413571200=10301004ij D a =,求11121314A A A A +++.第一章习题解答1-1.计算下列行列式(1)713501163(2)4321651005311021(3)2010411063143211111(4)49362516362516925169416941(5)222111a b c a b c .(1)解一 由三阶行列式定义得71350116330765311110335161709010154234.=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=++---=解二2331123361105105105361056317317018r r r r r r --↔==--23325105105018018340560034r r r r ↔-=-=-=-.(2)解213241120112011201135001510151015601560007123400330033r r r r r r -----==34120101512100330007r r ↔-==.(3)解43433232211111111111111234012301231361001360013141020014100014r r r r r r r r r r -----==4311110123100130001r r -==.(4)解43433232211491614916149164916253579357909162536579112222162536497911132222r r r r r r r r r r -----===.(5)解 222111()()()ab c c b c a b a a b c =---. 1-2.计算行列式abcdb a dc cd a b d c b a.解12341111()r r r r ab c d b a d c b a d c a b c d c d a b c d a bdcba dcba+++=+++41322110()c c c c c c b a bd a c b a b c d c d c a d b c dc db ca d------=+++------()a b d ac b a b cd d c a db c c db ca d---=+++------ 3221()000r r r r a b d a c b a b c d a b c da b c da b c d++---=+++--++--+--21()()(1)d a c b a b c d a b c d a b c da b c d+--=+++--+-+--+--[]()()()()()()()()().a b c d a b c d a b c d d a c b a b c d a b c d a b c d a b c d =-+++--++-----=+++--++---+-1-3.计算n 阶行列式(1)n321332122211111.(2)143214321132********n nn n nn n n---.(3)21111121111211112------.(1)解 1122111111111122201111123300111230001n n n n r r r r r r n------==. (2)解12123112312131113123111311(1)22341134123411341nc c c n n n n n n n n n n n n n n n n n n+++------+=2131112310100001200(1)2112001111n r r r r r r n n n n n n------+=--10001200(1)113021111n n n--+=--1(1)!(1).2n n -+=-(3)解 21111111112111021111211012111111210112n D +--+==---+-----+--, 按第一列展开成两个行列式得111111111211021111210121111112112n D -=+--------213111111032200320003n nr r r r r r n D +++-=+ 112122122333333n n n n n n n D D D -------=+=++=++++12212221333333512n n n n ----=++++=++++-12213313333111132n n n n ---+=++++++=+=-.1-4. 证明:(1)2221112222221111112c b a c b a c b a b a a c c b b a a c c b b a a c cb =+++++++++.证11111111111111112222222222222222b cc a a b b c a a b c c a a b b c c a a b b c a a b c c a a b b c c a a b b c a a b c c a a b ++++++++++=++++++++++++左= 1111111122222222b c a a c a a b b c a a c a a b b c a a c a a b ++=+++++111111222222bc a c a b b c a c a b b c a c a b =+1112222a b c a b c a b c ==右. (2)321321321332321332321332321c c c b b b a a a c mc c lc kc c b mb b lb kb b a ma a la ka a =+++++++++. 证 1323123233122312323312231232331223c lc c mc a ka la a ma a a ka a a b kb lb b mb b b kb b b c kc lc c mc c c kc c c --+++++++=+++++左=12123123123c kc a a a b b b c c c -==右. (3)222244441111a b c d abcda b c d ()()()()()()()b a c a d a c b d b d c a b c d =------+++.证 243322122224444222222222111111110=()()()0()()()r a r r ar r ar a b c d b a c a d a a b c d b b a c c a d d a a b c d b b a c c a d d a ------=------左222222222()()()()()()b ac ad a b b a c c a d d a b b a c c a d d a ---=------222111()()()()()()b ac ad a bcdb b ac c ad d a =---+++21222111()()()()()()r ar b a c a d a b ac ad ab b ac c ad d a +=---++++++23121()2222111()()()00()()()()r b r r b a r b a c a d a c bd bc b c ad b d a --+=------+-+2222()()()()()()()c bd bb ac ad a c b c a d b d a --=----+-+[]222211()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(b a c a d a c b d b c b c a d b d a b a c a d a c b d b d b d a c b c a b a c a d a c b d b d ad bd ab c ac bc ab b a c a d a c b d b d ad bd c ac bc b a =-----++++=-----++-++⎡⎤=-----+++----⎣⎦⎡⎤=-----++---⎣⎦=-)()()()()()()c a d a c b d b d c a b c d -----+++=右.1-5.计算行列式xyy x y x y x 0000000000.解 记000000000n x y x y D x y y x=,当1n =时,1D x =;当2n ≥时,按第1列展开得000000000000000n x y x y x y xyD x x y xyx==100000(1)0000n y x y y y xy++-1(1)n n n x y +=+-.1-6.计算4阶行列式1122334400000000a b a b b a b a . 解11222222111413313333444400000(1)0(1)000a b a b a b a b a b a b b a b a a b b a ++=-+- 2222333114143333(1)(1)a b a b a a b b b a b a ++=⨯--⨯-()()142323142323a a a a b b bb a a b b =---14142323()()a a b b a a b b =--.1-7. 如果行列式∆=nnn n nna a a a a a a a a212222111211,试用∆表示行列式nnn n n nn a a a a a a a a a a a a 11211213323122221的值.解112212122211121313232122211121211121(1)(1)n n n n r r n r r n n r r n n n n n nn n n nnna a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ---↔↔↔--=-=-∆.1-8.利用克莱姆法则解线性方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-+-=+-=--=+-+067452296385243214324214321x x x x x x x x x x x x x x .解 方程组的系数行列式2151130627002121476D ---==≠--,181********52120476D ---==---,2285119061080512176D --==----,321811396270252146D --==--,4215813092702151470D --==---,方程组的解为12343,4,1,1x x x x ==-=-=.1-9. 问λ取何值时,齐次线性方程组可能有非零解?12120x x x x λλ+=⎧⎨+=⎩解 方程组的系数行列式211(1)(1)1D λλλλλ==-=+-,当1λ=或1λ=-时,0D =,方程组可能有非零解.1-10. 已知()413571200=10301004ij D a =,求11121314A A A A +++.解 1234411122341112131411111111112000200==103000301004004k c c c c k A A A A =----+++∑=-2.。
第一章 行 列 式系 专业 班 姓名 学号 第一节 二阶与三阶行列式 第三节 n 阶行列式的定义一.选择题一.选择题1.若行列式x52231521 = 0,则=x [ C ](A )2 (B )2- (C )3 (D )3-2.线性方程组ôóôòñ=+=+473322121x x x x ,则方程组的解),(21x x = [ C ] (A )(13,5) (B )(13-,5) (C )(13,5-) (D )(5,13--)3.方程093142112=x x根的个数是根的个数是 [ C ](A )0 (B )1 (C )2 (D )3 4.下列构成六阶行列式展开式的各项中,取“+”的有”的有 [ AD ] (A )665144322315a a a a a a (B )655344322611a a a a a a (C )346542165321a a a a a a (D )266544133251a a a a a a5.若55443211)541()1(a a a a a l k l k N -是五阶行列式ij a 的一项,则l k ,的值及该项的符号为[ B ] (A )3,2==l k ,符号为正;,符号为正; (B )3,2==l k ,符号为负;,符号为负; (C )2,3==l k ,符号为正;,符号为正; (D )2,3==l k ,符号为负,符号为负6.下列n (n >2)阶行列式的值必为零的是)阶行列式的值必为零的是 [ B ] (A) 行列式主对角线上的元素全为零行列式主对角线上的元素全为零 (B) 三角形行列式主对角线上有一个元素为零三角形行列式主对角线上有一个元素为零 (C) 行列式零的元素的个数多于n 个 (D) 行列式非零元素的个数小于n 个 二、填空题二、填空题 1.行列式1221--k k 0¹的充分必要条件是的充分必要条件是3,1k k ¹¹- 2.排列36715284的逆序数是的逆序数是 133.已知排列397461t s r 为奇排列,则r = 2,8,5 s = 5,2,8 ,t = 8,5,2 4.在六阶行列式ij a 中,623551461423a a a a a a 应取的符号为应取的符号为 负 。
解:4234231142342311)1342(4432231144322311)1324()1()1(a a a a a a a a a a a a a a a a =--=-ττ4.计算abcdef abcdef abcdef abcdef efcf bfde cd bdae ac ab r r r r c c c r f r d r a c ec c c b 420020111111111111111111111)1(12133213213211,1,11,1,1-=--=--=---=-----++5.求解下列方程10132301311113230121111112121)1(12322+-++-++=+-++-+=+-+-+++x x x x x x x x x x x x c c r r 1132104201)3(113210111)3(21+-+--++=+-+-++=-x x x x x x x x x r r 3,3,30)3)(3(11421)3(3212-==-==-+=+---++=x x x x x x x x x 得二列展开cx b x a x b c a c a b x c x b x a c b a x c b a x c b a x ====------=32133332222,,0))()()()()((1111)2(得四阶范得蒙行列式6.证明322)(11122)1(b a b b a a b ab a -=+右左证明三行展开先后=-=-=-----=----=+=+--323322222)(11)()()()1(100211122)1(:2132b a b a b a ba ba b a b b a a b b a b a b b ab ab a b b a ab ab ac c c c1432222222222222222222222222(1)(2)(3)(1)2369(1)(2)(3)(1)2369(3))(1)(2)(3)(1)2369(1)(2)(3)(1)2369c c c ca a a a a a a ab b b b b b b b cc c c cc c cd d d d d d d d --++++++++++++==++++++++++++二三列成比例))()()()()()((1111)4(44442222d c b a d c d b c b d a c a b a d c b a dcbad c b a D +++------==44444333332222211111)(x d c b a xdcbax d c b a x d c b a x f 五阶范得蒙行列式解考虑函数=(5)))()()()()()(())()()()()()(()()())()()()()()()()()((454545453453d c d b c b d a c a b a d c b a A M D d c d b c b d a c a b a d c b a A ,A x x f ,Mx x f D a b b c a b c d b d a d d x c x b x a x ------+++-==------+++-=----------=于是的系数是中而对应的余子式中是(5)n n a a a a a xx x x 12101000000000100001----解:nn n n n n n n n n nn x a x a a x a x a a a a a a a xx x x D +++=-++--+--=---=+++-++++-10)1()1(1211110121)1()1()1()1()1(1000000000100001按最后一行展开7、设n 阶行列式)det(ij a D =把D 的上下翻转、或逆时针旋转090、或依副对角线翻转、依次得111131111211111,,a a a a D a a a a D a a a a D n n nn n nn n nnnn=== 证明D D D D D n n =-==-32)1(21,)1(证明:将D 上下翻转,相当于将对D 的行进行)1(21-n n 相邻对换得1D ,故D D n nn 2)1(1)1(--=将D 逆时针旋转090相当于将T D 上下翻转,故D n n D n n D T 2)1(2)1(2-=-=D 依副对角线翻转相当于将D 逆时针旋转090变为2D , 然后再2D 左右翻转变为3D ,故D D D D n n n n n n =--=-=---2)1(2)1(22)1(3)1()1()1(8、计算下列行列式(k D 为k 阶行列式)(1)aa D n 11=,其中对角线上元素都是a ,未写出的元素都是0;解:)1()1(0100)1(1122211111-=-+=-+==--++-+a a a a a aa a a D n n n n n n n n n n 列展开按行展开按(2)x a a a x a a a x D n=解:xaa x a a a n x x a aa x a a a x D nc c c n111])1([21-+==+++12)]()1([0001])1([1--≥--+=---+=n r r k a x a n x ax a x a a a n x k(3)111111)()1()1()()1()1(11111n a n a a a n a n a a a n a n a a a D n n n n n nnm n -+---+---+--=----+解:11111(1)(1)22111111(1)(1)()(1)(1)()111111111111()()()((1)(1)()(1)(1)()n nnn n n n n n n n n n n j i n n n n mnnna a a n a n a a a n a n D a a a n a n a a a n a n j i a a a n a n a a a n a n ----++++≥>≥------+---+-=--+---+-=-=--=--+---+-∏上下翻11)n j i i j +≥>≥-∏(4)n n nnn d c d c b a b a D11112=(未写出的均为0)解:)1(2)1(211112)(02232--↔↔-===n n n n n n n nnn r r c c nnnnn D c b d a D d c b a d c d c b a b a D mn得递推公式)1(22)(--=n n n n n n D c b d a D ,而11112c b d a D -=递归得∏=-=ni i i i i n c b d a D 12)((5)det(),||n ij ij D a a i j ==-解111,2,,1120121111110121111210311111230123010001200(1)(1)211201231i i j r r n i n c c n n n n D n n n n n n n n n n n n +-=-+-------==-------------==---------解:11211*222,3,,1111111(6)1111111111101111000111100:01111i n nr r n i n nna a D a a a a a D D a a -=+++=++-+-===+-解111211121,2,,12111(1)1110001(1)0000i inc c na n i ni ina a a a a a a a a a ++==++++==+∑9.设3351110232152113-----=D ,D 的),(j i 元的代数余子式为ij A ,求44333231223A A A A +-+解:24335122313215211322344333231=-----=+-+A A A A。
《线性代数》第一章复习题解答求1-6题中行列式的值:1.75423)1(125410022321412022311110214012002231111021412112405322222344142-=-⨯==--=--=-=++--展开按展开按r c c c r r r r D . 2.2233441122334411223344114433221140000000000000000000004242a b b a a b b a a b b a a b b a b a a b a b b a a b a b b a b a D c c r r ⋅==-==↔↔))((32324141b b a a b b a a --=. (先按第一行、第四行、第一列、第四列展开也都可以)3.yxy x y xy y xx y x y x x xyy x x y x y x D n c n 00000000)1(0000000000000000000000011+-+==展开按n n ny x 1)1(+-+=4.1111100000000001111100000000022122111+--=---=+n x x x x x x x x x x x D n n n n n 各列加到第一列n n nn x x x n x x x x x x n21332211)1()1)(1(0000000)1)(1(-+=---+=++各列加到第一列.5. )0(,10010001000100011112112101≠=-+n nn n a a a a a a a a D. 也是一种爪形行列式。
000000000001111111121210111 11211111nn nc a c c a c c a c n a a a a a a a a D n n n n nn ----+---=-+++n nn n a a a a a a a 212102)1()111()1(----=+. 6. )!2(220300001000012203000012222200001222221222223222222222221223212--=---=---=-=---n n n n n nn D c r r r r r r nn展开按. 7. 已知行列式32510711020214214=D ,求44434141A A A A +++.解:612211014617110202110014111171102021421433134244434241---=---==+++--展开按c r r r r A A A A 3682141)1(018211414136313-=--=-=++展开按r c c .8. 求函数xx x x xx f 111123111212)(-=的表达式中4x 的系数及3x 的系数.解:(1)由定义知,当且仅当取自行列式不同行、不同列的元素均含有x 时,函数表达式中4x 才会出现。
第一章 行列式1.1 目的要求1.会求n 元排列的逆序数;2.会用对角线法则计算2阶和3阶行列式; 3.深入领会行列式的定义;4.掌握行列式的性质,并且会正确使用行列式的有关性质化简、计算行列式; 5.灵活掌握行列式按(列)展开; 6.理解代数余字式的定义及性质;7.会用克拉默法则判定线性方程组解的存在性、唯一性及求出方程组的解.1.2 重要公式和结论1.2.1 n 阶行列式的定义n 阶行列式 nnn n n n a a a a a a a a a D (2122221)11211=n n np p p tp p p a a a ...)1(212121)...(∑−=.其中是n 个数12…n 的一个排列,t 是此排列的逆序数,∑表示对所有n 元排列求和,故共有n !项. n p p p ...211.2.2 行列式的性质1.行列式和它的转置行列式相等;2.行列式的两行(列)互换,行列式改变符号;3.行列式中某行(列)的公因子可提到行列式的的外面,或若以一个数乘行列式等于用该数乘此行列式的任意一行(列);4.行列式中若有两行(列)成比例,则该行列式为零;5.若行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,则此行列式等于两个行列式之和,即nn n n in i i nnn n n in in i i i i n a a a a a a a a a a a a b a b a b a a a a L MMM L M M M L LMM M L MM M L21211121121221111211=++++nnn n ini i na a ab b b a a a L MMM L M M M L 2121112116. 把行列式的某一行(列)的各元素乘以同一数然后加到另一行(列)对应的元素上去,行列式的值不变. 1.2.3 行列式按行(列)展开设D 为n 阶行列式,则有=∑=nK jkika A 1⎩⎨⎧≠==+++j i ji D A a A a A a jn in j i j i 0...2211=∑=nK jkika A1⎩⎨⎧≠==+++j i ji D A a A a A a jn in j i j i 0 (2211)其中是的代数余子式. st A st a 1.2.4 克拉默法则1.如果线性非齐次方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++nn nn n n n n n n b x a x a x a b x a x a x a b x a x a x a L M M M M M L L 22112222212111212111的系数行列式,则方程组有唯一解0≠D DD x 11=( i=1,2,…,n ),其中是D 中第i 列元素(即的系数)换成方程中右端常数项所构成的行列式.i D i x 2.如果线性齐次方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++000221122221211212111n nn n n n n n n x a x a x a x a x a x a x a x a x a L M M M M M L L的系数行列式,则方程组只有唯一零解.若齐次线性方程组有非零解,则其系数行列式.0≠D 0=D 1.2.5 一些常用的行列式1.上、下三角形行列式等于主对角线上的元素的积.2.设 kk k k a a a a D L M M ML 11111=,nnn nb b b b D L M M M L 11112=,则 211111*********D D b bc c b b c c a a a a nn n nkn n k kkk k =L L M M M MM ML L L MMM L .3.范德蒙行列式)(..................1 (11)11121121i j nj i n nn n n a a aaaa a a −=∏≤<≤−−−.1.2.6 计算行列式的常用方法1.利用对角线法则计算行列式,它只适用于2、3阶行列式; 2.利用n 阶行列式定义计算行列式; 3.利用行列式的性质化三角形法计算行列式; 4.利用行列式按某一行(列)展开定理计算行列式; 5.利用数学归纳法计算行列式; 6.利用递推公式计算行列式;7.利用范德蒙行列式的结论计算特殊的行列式; 8.利用加边法计算行列式; 9.综合运用上述方法计算行列式.1.3 例题分析例1.1 排列14536287的逆序数为 ( )(A) 8 (B) 7 (C) 10 (D) 9解 在排列14536287中,1排在首位,逆序数为0;4、5、6、8各数的前面没有比它们自身大的数,故这四个数的逆序数为0;3的前面比它大的数有2个(4、5),故逆序数为2; 2的前面比它大的数有4个(4、5、3、6),故逆序数为4;7的前面比它大的数有1个(8),故逆序数为1;于是这个排列的逆序数为 t=0+0+2+4+1=7,故正确答案为(B ).例1.2 下列排列中( )是偶排列.(A)54312 (B)51432 (C) 45312 (D) 654321解 按照例1的方法计算知:排列54312的逆序数为9;排列51432的逆序数为7;排列45312的逆序数为8;排列654321的逆序数为15;故正确答案为(C ).例1.3 下列各项中,为某五阶行列式中带正号的项是( ). (A) (B) (C)(D) 5541324413a a a a a 5415413221a a a a a 5214432531a a a a a 5344223115a a a a a 解 由行列式的定义知,每一项应取自不同行不同列的五个元素之积,因此(A)、(B)不是五阶行列式的项,但(C)应取负号,故正确答案为(D ).例1.4 行列式351232113,010101021=−=D D λλλ, 若21D D =,则λ的取值为( ) (A) 2, —1 (B) 1, —1 (C)0, 2 (D)0,1解 按三阶行列式的对角线法则得.若,则,于是0,)1)(1(221=−+=D D λλ21D D =0)1)(1(2=−+λλ1,1−=λ,故正确答案为(B ).例1.5 方程组有唯一解,则( ).⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++111321321321x x x x x x x x x λλλ(A)1−≠λ且2−≠λ (B) 1≠λ且2−≠λ (C) 1≠λ且2≠λ (D) 1−≠λ且2≠λ解 由克拉默法则知,当所给非齐次线性方程组的系数行列式不等于0时,该方程组有唯一解,于是令行列式0)1)(2(1111112≠−+=λλλλλ 即1≠λ且2−≠λ,故正确答案为(B ).例1.6 ==2006200420082006D ( ).分析 对于2、3阶行列式的计算,元素的数值较小时,可以直接采用对角线法则进行计算;但元素的数值较大时,一般不宜直接采用对角线法则进行计算,而是用行列式的性质进行计算.解 此题是一个2阶行列式,虽然可以直接用对角线法则计算,但因数值较大,计算较繁,因此要仔细观察分析,用行列式的性质求解.402221003200622008220062004200820061221=−−+−−−=c c c c D ,故答案为4.例1.7 ==3214214314324321D ( ). 分析 如果行列式的各行(列)数的和相同时,一般首先采用的是将各列(行)加到第一列(行),提取第一列(行)的公因子(简称列(行)加法) .解 这个行列式的特点是各列4个数的和为10 ,于是,各行加到第一行,得===321421431432101010103214214314324321D 101230121012101111103214214314321111−−−−−−= 160400004001210111110=−−−=.例1.8设xx x x x x f 111123111212)(−=,则的系数为( ),的系数为( ). 4x 3x 分析 此类确定系数的题目,首先是利用行列式的定义进行计算.如果用定义比较麻烦时,再考虑用行列式的计算方法进行计算.解 从的表达式和行列式的定义可知,当且仅当的主对角线的4个元素的)(x f )(x f积才能得出,其系数显然是2. 当第一行取4x )1(13=a 或)2(14=a ,则含或的行列式的项中是不出现,含的行列式的项中是不出现,于是含的项只能是含,,,的积,故的系数为13a 14a 3x )2(11x a =3x 3x 12a 21a 33a 44a 3x 1−.故答案为2 ,1−.例1.9 设0123411222641232211154321=D ,则(1)=++333231A A A ( ), (2)=+3534A A ( ), (3)=++++5554535251A A A A A ( ). 分析 此类题目一般不宜算出表达式里每一项的值,而是注意观察要求的表达式的结构,充分利用按行(列)展开的计算方法来进行技巧计算.解 00123411222221112211154321)(23534333231==++++A A A A A (第2,3行相同) 即 =0. 同理 )(2)(3534333231A A A A A ++++)()(23534333231A A A A A ++++=0 于是 0, =++333231A A A =+3534A A 0.011111333336412322111543211111111222641232211154321245554535251=+=++++r r A A A A A 故答案为0,0,0.例1.10 2007000000002006000200500020001000L L L MM MM M M L =D .分析 当行列式中有较多零元素时,一般可以采用行列式的定义或按行(列)展开来计算.解 此行列式刚好只有n 个非零元素,故非零项只有一项:nn n n n a a a a ,,,,112211−−−L nn n n n t a a a a 112211)1(−−−−L ,其中 2)2)(1(−−=n n t ,因此 !2007!2007)1(2)22007)(12007(−=−=−−D .此题也可以按行(列)展开来计算. 例1.11 计算n 阶行列式2111121111211112L M M M M L L L =n D解法1 (行(列)加法)因为这个行列式的每一行的n 个元素的和都为n+1, 所以将第2,3,…,n 列都加到第一列上,得),3,2(,2111121111211111)1(21111211112111111n i r r n n n n n D i n L L M M M ML L L L M M M M L L L =−+=++++=1101000101111)1(+=+n n L M M M M L L L解法2 (加边法))1,,3,2(211111211111211111210000111+=−==+n i c c D D i n n L L M M M M M LL L L11000101001010100011000011000101001001010001111111121+=++++−−−−+n n r r r n L M M M M M LL L L L L M M M M M L L L L . 解法3 (利用行列式的性质)101010100111112),,3,2(21111211112111121L M M M M L L L L L M M M M L L L −−−=−=n i r r D i n11000100010111121+=++++n n c c c n L M M M M L L L L .例 1.12 计算nn n n nn n y x y x y x y x y x y x y x y x y x D +++++++++=111111111212221212111L MM M L L . 解 当n=2时,))((11111212221221112y y x x y x y x y x y x D −−=++++=当n≥3时,111212112122111121111()()()0()()()n nn n n n x y x y x y x x y x x y x x y D x x y x x y x x y +++−−−==−−−L L M M M L n.例1.13 计算nn n n nn n n x x x x x x a a a a a x a D 1122112321100000000000−−−−−−−−+=L L M M M M M M LL其中.),,2,1(0n i x i L ≠≠解 因 )1(11111111x a x x a x a D +=+=+=, 1(221121212112x ax a x x x x a x a D ++=−+=, 归纳推得 )1(1121nn n n x a x a x x x D +++=L L . 用数学归纳法证明上式, 假设当k=n-1时结论成立,即)1(11111211−−−−+++=n n n n x a x a x x x D L L . 则当k=n 时,将按第n 列展开,得n D ))(())(()1(122111−−+−−−−−−+=n n n n n n n x x x x a D x D L 1221111)1()1(−−−+−−−+=n n n n n n n x x x x a D x Ln n nn n n n x a x x x x x D x 12211−−−+=L 1(1121nn n x a x ax x x +++=L L 即当k=n 时结论也成立,故对一切自然数结论都成立.例1.14 计算222111222333n nn nD n n n =L L L M M M L 解 (利用范德蒙行列式计算)1113213211111!−−−==n n n Tnn n n n D D L MMM M LL )]1([)2()24)(23)(1()13)(12(!−−−−−−−−=n n n n n L L L !2)!2()!1(!L −−=n n n .例 1.15 计算 βαβαβαβαβαβαβαβα+++++=L L MM M M ML LL 000000000000n D .解 按第一列把D n 分成两个行列式的和+++++=βαβαβαβαβαβαααL L M M M M M L L L000000000000000n D βαβαβαβαβαβαβαβ++++L L MM MM M LL L0000000000000n n n D D βαβαββαβαβα+=+=−−110000000000000000L L MM M M M L L L (1) +++++=βαβαβαβαβαβααβL L M M M M M L L L000000000000000n D βαβαβαβαβαβαβαα++++L L MM MM M LL L 00000000000000n n n D D αβαβααβαβαβ+=+=−−1100000000000000L L M MM M M L L L (2) (a) 当βα≠时 ,由(1)(2)得 =, 则n n D βα+−1nn D αβ+−1βαβα−−=−nn n D 1.于是 βαβα−−=++11n n n D .(b) 当βα=时,由(1)得 .n n n n n D D ααα)1(1+==+=−L例1.16 设, 证明:0>>>c b a 01222<++abca bc c b a cb a cabc ab . 证明 将行列式的第1行)(c b a ++×,第2行)1(−×,然后加到第3行,得ca bc ab ca bc ab ca bc ab c b a c b a ab ca bc c b a c b a ++++++=222222 222222111)(111)(c b a c b a ca bc ab c b a c b aca bc ab ++=++= ))()()((a b b c a c ca bc ab −−−++=于是,不等式的左边=))()((a b b c a c −−−.由于,从而,0>>>c b a 0)(<−a c 0)(,0)(<−<−a b b c ,因此,当时,0>>>c b a 01222<++abca bc c b a cb a cabc ab .例 1.17 设在上连续,在内可导,试证:至少存在一个)(),(),(x h x g x f ],[b a ),(b a ),(b a ∈ξ,使得0)(=′ξH .其中 )()()()()()()()()()(x h x g x f b h b g b f a h a g a f x H =.证明 由题设知在上连续,在内可导,又由行列式的性质可知,于是由洛尔中值定理可知,至少存在一个)(x H ],[b a ),(b a 0)()(==b H a H ),(b a ∈ξ,使得0)(=′ξH .1.4 独立作业1.4.1 基础训练1.设ij a D =为阶行列式,则在行列式中的符号为( ) . n 11342312n n n a a a a a −L (A) 正 (B) 负 (C) (D) 1)1(−−n 2)1()1(−−n n2.行列式为0的充分条件是( ).n D(A) 零元素的个数大于n; (B) 中各行元素的和为零; n D (C) 次对角线上元素全为零; (D) 主对角线上元素全为零. 3.行列式不为零,利用行列式的性质对进行变换后,行列式的值( ). n D n D (A) 保持不变; (B) 可以变成任何值; (C) 保持不为零; (D)保持相同的正负号.4.方程0881441221111132=−−x x x的根为 ( ).(A) 1,2,2− (B)1,2,3 (C)1,1−,2 (D)0,1,25.如果4333231232221131211==a a a a a a a a a D ,则=−−−−−−=33323331232223211312131********a a a a a a a a a a a a D ( ). (A)-12 (B)12 (C)48 (D)-486.行列式=9092709262514251( ).7.ab b a log 11log = ( ).8.行列式c b d c a b cb a , 则=++312111A A A ( ).9.函数x x x x x f 121312)(−=中,的系数为( ).3x 10.4444333322225432154321543215432111111= ( ).11.49362516362516925169416941, 12.00000000x y y x y x x y D = 13.20000120000001301200101−−=D , 14.xyz zx yyz x 111 15.520003520003520035200035, 16.44342414433323134232221241312111y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x ++++++++++++++++17.nn n n a a a a a a b b b b b 13221132100000000−−−−−L M M M M M LL L ,(其中),,2,1(,0n i a i L =≠) 18.n x x x D L M M M M LL L 01001001111021= (),,2,1,0n i x i L =≠ 19.43211111111111111111x x x x ++++, 20.nL M M M ML L L 22223222222222121.211121112L L L L L L =n D .22.当μ取何值时,齐次线性方程组有非零解?⎪⎩⎪⎨⎧=−−+−=−+−=−++0)1(02)3(0)1(42321321321x x x x x x x x x μμμ23.证明αααααααsin )1sin(cos 210001cos 200000cos 210001cos 210001cos 2+=n L L M MM M M LL L (其中0sin ≠α).1.4.2 提高练习1.设A 为n 阶方阵,为*A A 的伴随矩阵,则*A A 为( ) (A) 2A (B) 12−n A(C) nA2 (D) nA2.设A 为n 阶方阵,B 为m 阶方阵,=00A B( ). (A)B A − (B) B A (C) B A mn )1(− (D) B A n m +−)1(3.若xxx x x x g 171341073221)(−−−−=,则的系数为( ). 2x (A) 29 (B) 38 (C) —22 (D) 344.347534453542333322212223212−−−−−−−−−−−−−−−=x x x x x x x x x x x x x x x x g(x),则方程=)(x g 0的根的个数为( ). (A)1 (B)2 (C)3 (D)45.当( )时,方程组只有零解.≠a ⎪⎩⎪⎨⎧=+−=++=+02020z y ax z ax x z ax (A)-1 (B) 0 (C) -2 (D) 26.排列可经过( )次对换后变为排列. n r r r r L 321121r r r r n n n L −−7.四阶行列式中带负号且含有因子和的项为( ).12a 21a 8.设y x ,为实数,则当=x ( ),=y ( )时,010100=−−−x yy x . 9.设A 为4阶方阵,B 为5阶方阵,且,2,2−==B A 则 =−A B ( ),=−B A ( ).10.设A ,B 为n 阶方阵,且,2,3−==B A 则 =−1*3B A ( ). 11.设A 为3阶正交矩阵,0>A ,若73=+B A ,则=+T AB E 21( ). 12.设,则⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=653042001A =+−12A E ( ).13.解方程组011112222212112=nnnnnnn b b b b b b b b b x x x L M M M M L L L ,其中为各不相同的常数. n b b b b ,,,,321L 14.证明:)()()()()()()()()(212222111211x a x a x a x a x a x a x a x a x a dx d nn n n n n L M M M L L =∑=ni nn n n in i i n x a x a x a x a dx d x a dx d x a dx d x a x a x a 1212111211)()()()()()()()()(LM M M L M M M L 15.设xx x x x x x g 620321)(332=,求)(x g ′.16.设17131231533111)(85222−−−−−−=x x x x x x x g ,试证:存在)1,0(∈ξ,使得0)(=′ξg .17.证明:奇数阶反对称矩阵的行列式为零. 18.设z y x ,,是互异的实数,证明:0111333=z y x z y x 的充要条件是0=++z y x . 19.设4322321143113151−=A ,计算44434241A A A A +++的值,其中是)4,3,2,1(4=i A i A 的代数余子式.20.利用克莱默法则求解方程组.⎪⎩⎪⎨⎧=+−=+−=−+3232222321321321x x x x x x x x x 21.求极限111cos sin 3212sin 1231lim23x x x x x x x →.第一章 参考答案1.4 独立作业 1.4.1 基础训练1. (C) 2. (B) 3. (C) 4.(A) 5. (B)6.解=×==17092142512000200070922000425190927092625142515682000.7.0 , 8. 解 0111312111==++cb c a cb A A A ,故答案为09.解 因为在此行列式的展开式中,含有的只有主对角线上的元素的积,故答案为 10.解 由范德蒙行列式得行列式的值为2883x 2−11.解0222222229753169411311971197597531694149362516362516925169416941===.12.解 x y x y x x xyy yxy xyyx y xxy D 0000000000000000−−==22222)(y x xyyx x x yy x y −−=−= 13.解 0131201014200013120101220000120000001301200101−×−=−×−=−−=D 20311243131200014=−−×−=−−×−=14.解 yzx z x y x z y x z x y z x y yzx xy zzx yyz x−−−−=−−−−−−=11))(()(0)(01111=))()((x z z y y x −−−15.解 520003520003520003500003352000352000352000352000325200035200035200035200035+= =5203520035200353252000352000352000350000332000320000320000320000325+=+==L 665 16.解1413121414131213141312121413121144342414433323134232221241312111y y y y y y y x y y y y y y y x y y y y y y y x y y y y y y y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x −−−+−−−+−−−+−−−+=++++++++++++++++=017.解132111322113210000000)1(00000000−+−−−−−−×−=−−−=n n n n n n n n a a a a b a a a a a a b b b b b D L MMM M MLL L L M M M M M M L L L=−−×+−−−−12221122100n n n n n a a a a a b b b b a L MMM M M LL L ==+−L L 121n n n n nD a a b a a a )(121∑=ni ii n a b a a a L18.解 由第()列的i n i ,,2,1L =ix 1−倍加到第一列上去. nni inx x x x x x x D L MM M ML L LL MM M M LL L 0000000011111001001111021121∑=−===)1(121∑=−n i i n x x x x L19.解43211114321100100111111111111111111x x x x x x x x x x x −−−+=++++432111413121100000001x x x x x x x x x x x x x −−−++++==3214214314324321x x x x x x x x x x x x x x x x ++++20.解 2020012000200021222232222222221−−=n nL MM M M LL L L M M M M L L L 20212002−−=n L M M M ML L =)!2(2−−n 21.解 211121111)1(211121111211121112L LL L L L L L L L L L L L L L L L +=+++==n n n n D n 1101011001)1(+=+=n n L L L L L L22.解 由齐次线性方程组有非零解的条件可知0111213142=−−−−−−μμμ 解之得μ=0,2,3. 于是当μ=0,2,3时,齐次方程组有非零解.⎪⎩⎪⎨⎧=−−+−=−+−=−++0)1(02)3(0)1(42321321321x x x x x x x x x μμμ23.证明 (1)当时,结论显然成立, (2)假设当1=n k n ≤时,结论成立, (3)当时1+=k n11cos 2101cos 200000cos 210001cos 210001cos 2++=k k D αααααL L M M M M ML L Lkk D ααααcos 21010000cos 210001cos 2100001)1(cos 23L M M M M M LL L L −+=ααααααααααsin )2sin(sin sin sin sin cos 2sin )1sin(cos 21+=−=−+=−k k k D k k ααsin ]1)1sin[(++=k 故结论成立. 1.4.2 提高练习1.B , 2.C , 3.D , 4.B , 5.D, 6.2)1(−n n , 7. 44332112a a a a 8.0, 0, 9.32, 64 , 10.2312−−n , 11.277, 12.6 13.提示:用范德蒙行列式将行列式展开求解,答案为i b x =,(n i ,,2,1L =), 14.(用行列式的定义和导数的运算法则)证明))()()()1(()()()()()()()()()(11)(12122221112112211x a x a x a dx dx a x a x a x a x a x a x a x a x a dx d n n p p p p p p t nn n n n n L L M M ML L L ∑−== ))())(()()()1((111)(12211x a x a dx d x a x a n i n p p p p p p p tL L L ∑−=∑=ni nn n n in i i n x a x a x a x a dx d x a dx d x a dx d x a x a x a 1212111211)()()()()()()()()(LMM M L M M M L15.利用(14)的结论进行计算便可得结果,答案为6.2x 16.(用罗尔中值定理证)证明 (1)显然是多项式,故在上连续,在()(x g )(x g ]1,0[)1,0内可导,且 ,从而由罗尔中值定理知,存在0)1()0(==g g )1,0(∈ξ,使得0)(=′ξg . 17.用行列式的性质3的推论(同济四版)18.证明 33333333333301111x z xy xz xy x z x y x x z x y x z y x z y x−−−−=−−−−=0))()()((11))((2222=++−−−=++++−−=z y x y z x z x y xxz z x xy y x z x y 由于z y x ,,是互异的实数,故要使上式成立,当且仅当0=++z y x .19.解 6111132114311315144434241=−=+++A A A A , 20. 11=x ,, 22=x 33=x 21.解 (用罗必塔法则求解)11100013212001230000111231001100sin cos 3212sin 123230cos 11231lim1101cos sin 3212sin 1231lim223230=+=−+=→→x x x x x x x x x x x x x x x x x。
第一讲 行列式例1、下三角行列式nnnn n nnnn n n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a a22112211)12(121111211222111)1(000000000=-=-----τ对角行列式,上(下)三角行列式的值就等于对角线上的元素的乘积例2、 求xx b x a x 1221102085413+----的4x 和3x 的系数.解析:4x 的系数是1;3x 的系数是-10例3、 求3阶行列式 754102643--=(-3)A 11+4A 12+6A 13=(-3)M 11-4M 12+6m 3=(-3)⨯(-5)-4⨯(-18)+6⨯(-10)=27.例4、1010001001tt tt解析: 原式=1 A 11+t A 1n =1+11)1(-+-⋅n ntt=1+ nnt +-1)1(例5、 求行列式 2235007022220403--的第四行各元素的余子式的和. 解析: 所求为4443424144434241A A A A M M M M +-+-=+++原式=444342412235A A A A +-+将原行列式换为1111007022220403---即他的值就是原题的余子式之和答案为-28(对第三行展开 323277M A =-)例6、27718497518100549754102643=--==--08题aaa aa aa a a A 2012001200012000122222=. 证明|A |=(n+1)a n .分析: 证明:初等变换nan nan a a a n an a a a aaa aa a a a aa aa a a a )1()1(34232)1(010000340000023000012201200034000002300001220012001200002300001222222+=+⋅⋅=+→→→例7、 ?=cA 答A c n; 例 8、设4阶矩阵BA B A B A +====求,3,2),,,,(),,,,(321321γγγβγγγα解:40,,,8,,,8,,,82,2,2,),2,2,2,(321321321321321=+=+=+=++=+γγγβγγγαγγγβαγγγβαγγγβαB A B A例9、 已知行列式3123111++++-+--z x y y x z z y xd c b a 的代数余子式A 11=-9,A 12=3,A 13=-1,A 14=3,求x,y,z.解析:思路:利用性质8⎪⎩⎪⎨⎧===⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+++--→z y x z y x 0)1(339(二)、典型例题 例1①22222aaaaa a a a a a a a a a a aa a a a ②xx x x ++++1111111111111111③aa a a ++++4444333322221111④ 对角线上的元素都为0,其它元素都为1的n 阶行列式. ②分析:解:4)x 00000001114111411141114111411111111111111113+=+→+++++++→++++(所以值x xx x x xxx x x x x xx x x①分析:与②同理 ④分析:类型一致③分析:把下面三行分别加到第一行例24321532154215431543254321解:100510501500115111111411411411115111411411411411115111401141014110411105432154321153215152154151543155432154321532154215431543254321-------→-------→----→----→→所以值=15×125=1875例343211111111111111111x x x x ++++解:+=+++++==+++++++=++++4321431432432143214324321401010********01001001000100000000011101110111011111111111111111111111111111111111x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x例4 证明时)当b a ba bab aba ab b a b b a a b b a n n ni iin ≠--==++++++=-∑(00000000011分析:证明:归纳法:展开递推21n )(---+=→n n abD D b a D 递推公式 再用归纳法证明之 也可以:nn n n abD ab a b ab a bD ba ab b a b ab a bD ba ab b a b b a b b b a a b b a b b a a b a +=+==+++=+++++++---111000000000000000000000000000000000000000000时)当另b a ba baD baD b a b a D D D D n n n n n n nn nn ≠--=→-=-→⨯〉〈-⨯〉〈〉〈+=〉〈+=++++--()(212b a 1a b 111111-n 11-n na n aaa a a a a a ab a )1(2020000020002+=其值为时另当第二讲 矩阵例、⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=101111010A ,⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=301521B .求 B AX =的解⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---→⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-----=313315210010101301521101111010)(B A⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---→211213100010001413415200010101⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=211213X2007年的一个题中,求3阶矩阵 B , 满足⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-222111B ,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛011011B ,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛110110B .解:建立矩阵方程⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-102112012101111011B⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---21311001112011001111011222110011111⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-→011101110100010001033110011300110011⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=011101110TB⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=011101110B2008年考题: 03=A ,时 证明: A E -可逆.证 E A E A A E A E =-=++-32))((.所以A E -可逆例1、设C B A ,,都是n 阶矩阵,满足CA A C AB E B +=+=,,则C B -为(A)E .(B) E -. (C)A . (D)A -. )(A (2005年数学四)AB E B +=化为E B A E =-)( 即 B 与 )(A E - 互为逆矩阵CA A C += 化为 A A E C =-)(, 用 B 右乘得 AB C = 例2、 设A 是3阶矩阵,将A 的第2行加到第1行上得B ,将B 的第1列的-1倍加到第2列上得 *C .记⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=100011001PAP P C A 1)(-= 1)(-=PAP C B AP P C C T =)( TPAPD =)(A B ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100010011⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=100010011B C110010011100010011-=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=PAP A C例3、 设A 是3阶可逆矩阵,交换A 的1,2行得B ,则(A) 交换*A 的1,2行得到*B . (B) 交换*A 的1,2列得到*B . (C) 交换*A 的1,2行得到*-B . (D) 交换*A 的1,2列得到*-B . 2009题设A 和B 都是2阶矩阵,2=A , 3=B .则 ()=⎪⎪⎭⎫⎝⎛*O BA O⎪⎪⎭⎫⎝⎛**O A B O A 23)(⎪⎪⎭⎫⎝⎛**O A B OB 32)( ⎪⎪⎭⎫⎝⎛**O B A O C 23)(⎪⎪⎭⎫⎝⎛**O B A O D 32)(( 2009年的考题)解:1-*=CC C先求1-C()⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛→⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=00100011000010010010*********A O O B O B A OE C⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛→--O ABO E O O E11⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=----*O ABOO A BO O BA O C 1111⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=**----O A B B A O OA AB B B A O O ABOB A 1111例4、 设A 是n 阶非零实矩阵,满足 TA A =*. 证明:)1(>A)2(如果2>n 则1=A解:条件TA A =*,即,)()(Tij T ij a A =即ji ij ij a A ,,∀=(1)inin i i i i A a A a A a A ++=2211022221≥+++=ini i a a a又因为 0≠A , 即A 有非零元素, 则2221>+++=in ke k a a a A(2)EA AAAAT==*nAA=2得12=-n A因为>A2-n 是正整数,得1=A例5、 3阶矩阵B A ,满足E BA ABA +=**2,其中⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=100021012A ,求B .(04一) 解:E BA ABA+=**2E BA E A =-*)2(AB E A A =-)2(AB E A A =-23913112122=⨯=-=AE A B例6 设3阶矩阵,⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=201011153A A XA XA A 21+=-,求X .解: 11112)(----+=AAXAAAXA AE X X A 21+=-A AX X 2+=A X A E 2)(=-⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------=-4020222106101021152)2(A A E ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----→⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------→010424202210001002142262022120110021⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---→01042424106100010001得⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=01042424106X例7 设3阶矩阵,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=111111111A X A X A 21+=-*,求X .解: X A X A 21+=-*AXE X A 2+=E X A E =-)24(1)24(--=A E X411110112111111111=--=---=A例8 4阶矩阵B A ,满足E BAABA311+=--,已知⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=*8000010030100101A 求B . (00一) 解: E BAABA311+=--A B AB 3+=EA B A B A 3+=*83==*AA得2=AE B A E 6)2(=-*1)2(6-*-=A E B例9 设B A ,是3阶矩阵,A 可逆,它们满足E B B A 421-=-.(1) 证明E A 2-可逆.(2) 设⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=200021021B ,求A .(2002)A 可逆解:EB B A 421-=-即A AB B 42-= B A AB 24+= A B E A 4)2(=-由A 可逆得E A 2-可逆例10 设n 阶矩阵B A ,满足bB aA AB +=.其中0≠ab ,证明 (1)bE A -和aE B -都可逆. (2) A 可逆B ⇔可逆. (3)BA AB =解:(1)令aE B D bE A C -=-=,aE D B bE C A +=+=,abE bD abE aC aE D bE C +++=++))(( abE bD aC abE bD aC CD 2++=+++D C abE CD ,⇒=都可逆或者直接把bE A -和aE B -相乘abE bB aA AB +--(2)aA B bE A =-)( (3)abE aE B bE A =--))((E aE B ab bE A =--)()( EabbE A aE B =--)()( abE bE A aE B =--))((O bB aA BA =--AB bB aA BA =+=例11 设B A ,都是n 阶对称矩阵,AB E +可逆,证明A AB E 1)(-+也是对称矩阵. 证:验证A AB E A AB E T11)(])[(--+=+ TTTAB E A A AB E ])[(])[(11--+=+ 111)()(])[(---+=+=+=BA E A A B E A AB E A T T T即要证明)()()()(111BA E A AB E A A AB E BA E A ++=⇔+=+---)()(BA E A A AB E +=+⇔。
线性代数行列式复习题
一、填空题:
1.设2
3
26
21932
186
2131-=
D ,则=+++42322212A A A A 0. 2. 在5阶行列式中,项5314453221a a a a a 的符号为 正号 3. 排列7623451的逆序数是_______15.
4. 四阶行列式中含有因子 1123a a 且取负号的项是 -11233244a a a a .
5. 设30
300453
k
D k ==当且仅当k= 3±
6. 在五阶行列式中,项2543543112a a a a a 的符号应取 正号( 填正号或负号)。
二、选择题:
1. 行列式33
3
222
1
11
321321321a a a a a a a a a D +++++++++=的值为( A ). A 、0 B 、1 C 、2 D 、3 2. 若23332
31
232221
13
1211
=a a a a a a a a a ,则=---------33
32
31
23222113
1211
222222222a a a a a a a a a ( B ) (A ) 8 (B )-16 (C ) 16 (D ) 0
3. 当(C )时,齐次线性方程组0
2020kx z x ky z kx y z +=⎧⎪
++=⎨⎪-+=⎩
,仅有零解
(A) 0k ≠ (B) 1k ≠- (C) 2k ≠ (D) 2k ≠-
4. 当( )时,齐次线性方程组⎪⎩⎪
⎨⎧=λ++=+λ+=++λ0
00321
321321x x x x x x x x x ,有非零解
(A) 1或2 (B) -1或-2 (C) 1或-2 (D) -1或2
5. 下列行列式计算正确的是:(A )
A 、0
1
4
1030430
-=-- B 、161
1111
1111
1111
111=------------
C 、
00
1
1110111
1
011110=------ D 、12115020
2473004000
--=- 6. 若11
1213
21
222331
32
331
2a a a a a a a a a =,则11
111213
21
21222331
3132
33
424242a a a a a a a a a a a a --=-(D ) A 、0 B 、4 C 、1 D 、-2
7. 设2312781
2
39325232
D -=
-,则=+++42322212A A A A (C )。
A 、1 B 、-1 C 、0 D 、2
8. 设2
10000012100000000
0001210000012 =n D ,则=n D ( B )
A 、1
B 、1+n
C 、1-n
D 、-1 9. 设(.....)τ 表示排列的逆序数, 则(431625)τ=( B ) (A )1 (B) 7 (C)3 (D) 2
三、计算题:
1..求阶n 行列式D=000
x x x x
x
x
0(1)(1)(1)
000x x n x n x n x x x x x
D x x x x x
---==
= 111
100
(1)(1)(1)00n n x
n x
n x x
---=---
2. 计算行列式 11111
11111111
1
1
1x x D y y
+-=
+-. 原式22101000101000111100111100y x y
y y x x y y y x x x =-=--=
3.. 问当k 取何值时,Ax b =无解、有唯一解或有无穷多解?当有无穷多解时写出
Ax b =的全部解1231231
2321,
2,455 1.
x kx x kx x x x x x +-=⎧⎪
-+=⎨⎪+-=-⎩
解1 作方程组的增广矩阵 (A b ),并对它施以初等变换:
()
()3221313552112
112
111122
1032
103455165506540021r r r r r r r k k k A A b k k k k k k k -+-----⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪
⎪ ⎪==-−−−→+-−−−→+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-----+⎝⎭⎝⎭⎝⎭
再 于是, (4分) 当45
k =-时,原方程组无解;
当41,5
k k ≠≠-时,原方程组有唯一解;
当1k =时,原方程组有无穷多组解,其全部解为1231,1,x x k x k ==-+=(其中k 为任意常数),(或()()()123011110T
T
T
x x x k =+-(k 为任意常数). (9分) 解2
()()()()()2321211
1
1101115415445
455405
k k k c c D k k k k k k k ---+=-=--=----=-+---,
当41,5
k k ≠≠-时,方程组有唯一解.
当1k =时,原方程组为1231231
2321
24551
x x x x x x x x x +-=⎧⎪
-+=⎨⎪+-=-⎩;
()
()1221312421111112111
2111221110
333455145510999r r r r r r A A b ↔-----⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪
==-−−−→-−−−→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪------⎝⎭⎝⎭⎝⎭
2
12323
9111210010
111011100000000r r r r r +--⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪−−−−→--−−−→-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
再,同解方程组为123
1
1x x k x k =⎧⎪
=-+⎨⎪=⎩,即()()()1
23
01111
T
T
T
x x x
k =+-(k 为任意常数). 当45k =-时,原方程组为12
3
123123421
5425
4551x x x x x x x x x ⎧--=⎪⎪⎪
--+=⎨⎪+-=-⎪⎪⎩
,即1231231
2310455
455104551x x x x x x x x x --=⎧⎪+-=-⎨⎪+-=-⎩,这时第二个第
三个方程左边相同,而右边不等,故方程组无解.
4. 计算行列式 a
b b b
a b b
b a D n =.
.解 a b b
a b b b n a a b b b a b b b a D n 111]
)1([-+==
1)]()1([0
00
01]
)1([---+---+=n b a b n a b
a b
a b
b
b n a
5. 计算行列式 6
54297201993
2
1
原式6
54
31
13
2
110012---r r 1812151224156-=++---= 6. 计算行列式
111153
12259141252718
-- 解:(允许多种方法解答)该行列式为范德蒙行列式
原式=
1111
2312
(35)(15)(25)(13)(23)(21)4914827
1
8
-=+++---- 672=
7..
8
127841942
1321111---- 解:(允许多种方法解答)该行列式为范德蒙行列式
原式=
11112313
(32)(12)(32)(13)(33)(31)2404919827127
-=----++-=- 8.计算四阶行列式
31111
311
11311
11
3
的值。
原 式
1234
c c c c +++=
6111631161316113 1=
第列提出公因子6 1
1
111311611311
113
21
3141
r r r r r r ---=
11110200
6
0020000
2
=48
9. 计算五阶行列式 1
1110980
1
07106
05413
020015=D 解:
方法有多种,最简单的是按行(或列)展开, 若方法正确,给4分,结果正确再给4分
5D 展开
按5c 1
000
7
1065
413
2
001 展开按4r 1
064130
01 展开
按1r 1
041=1。