考研数学强化阶段重要题型攻略——线性代数(二)
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2012钻石卡考研数学强化阶段重要题型攻略——线性代数(二)
万学海文
行和相等或列和相等的行列式为行列式中常考数字型行列式,另一类考察相对较多的数字型行列式为三条线型行列式. 下面,万学海文数学钻石卡考研辅导老师们就再次为广大2012年的考生们详细地分析一下。
形如“”,“”,“”,“”的行列式称为爪型行列式.这属于三条线型的行列式,计算方法为:当这类行列式的主(或副)对角线元素不为零时,利用主(或副)对角线元素将其化为上三角形(或下三角形)行列式.
形如的行列式称为三对角线型行列式,这也属于三条线型的行列式,计算方法为:①当这类行列式的主(或副)对角线元素不为零时,利用主(或副)对角线元素将其化为上三角形(或下三角形)行列式.②当nD和rD结构一致时,利用递推法计算数字型行列式.由行列式按行(或按列)展开定理,将一个n阶行列式表示为具有相同结构的较低阶行列式的线性关系式:
21nnnbDaDD或baDDnn1,
再根据此关系式递推求得所给n阶行列式的值.
【例1】计算行列式dcbaD002002002222,其中0abcd.
分析 这是形如“”的爪型行列式,即只有三条线上的元素不为零,其余元素均为零的行列式.要化为上三角形(或下三角形)行列式,只需将a所在的列(或行)中的2化为0即可.
解 第2,3,4行分别提出b,c,d,得
,100201020012222dcbabcdD
再把第i行(2,3,4i)的2倍加至第1行,得 2 100201020012000444dcbdcbabcdD
bcbdcdabcddcbabcd444)444(.
评注 求解本题的方法可以推广到求解形如“”、“”、“”的行列式,思路是一样的,都是利用某条线上的元素将另一条线上的元素化为零,从而化为上三角形(或下三角形)行列式.
【例2】计算5阶行列式
5100011000110001100011aaaaDaaaaa.
分析 按照行列式按行(或按列)展开定理,将5D按第1行展开,找到5D和4D,3D之间的关系,再根据此关系式递推求出5D.
解法一 将5D按第1行展开,得
54100010(1)0110011aaaDaDaaaa,
将右端的行列式按第1列展开,得
54343(1)(1)(1)DaDaDaDaD.
一般地,可得
12(1)(3)nnnDaDaDn,
将上式变形,得另一递推公式
112nnnnDaDDaD,
于是得 11223211nnnnnnDaDDaDDaDDaD,
即
11(2)nnDaDn,
于是得
2543311(1)1DaDaaDaaD
223221(1)1aaaDaaaD,
而 221111aaDaaa,
所以 232325211(1)DaaaDaaaaa
23451aaaaa.
评注 本题主要考查行列式按行(或按列)展开定理及递推关系式的应用.用递推法计算行列式nD,适用于mD与nD的结构相同或相似的一类行列式,建立递推关系式的基础是利用行列式按行(或按列)展开定理将行列式降阶.