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近日为您收集整理了关于线性代数论文-行列式的解法技巧及应用的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：1线性代数论文题目: 行列式的解法技巧及应用学院:资源与环境学院专业:土木工程(岩土及地下建筑方向)姓名:学号:201100611指导教师:华北水利水电大学2012 年 10 月 20 日2目录1 行列式的定义和性质.............................................31.1 行列式的定义...............................................41.2 行列式的性质...............................................42 求解行列式的技巧.............................................62.1 定义法.....................................................62.2 化三角形法.................................................72.3 析因法....................................................82.4 连加法....................................................102.5 按行按列展开(降阶法)....................................112.6 递推法....................................................122.7 数学归纳法................................................132.8 加边法(升阶法)..........................................142.9 拆项法....................................................162.10拉普拉斯法................................................182.11利用范德蒙行列式法........................................193 行列式的应用................................................203.1 行列式在线性方程组中的应用................................213.2 行列式在初等代数中的应用..................................223.2.1 用行列式分解因式......................................223.2.2 用行列式证明不等式和恒等式............................234 参考文献....................................................245 致谢........................................................25摘要:行列式是线性代数课程里基本而重要的内容之一,在数学中有着广泛的应用,懂得如何计算行列式显得尤为重要。本文先阐述行列式的基本性质,然后介绍各种具体的方法,最后由行列式与其它知3识的联系介绍其它几种方法。通过这一系列的方法进一步提高我们对行列式的认识,对我们以后的学习带来十分有益的帮助。关键词:行列式; 矩阵; 范德蒙行列式; 递推法The calculation method ofdeterminantAbstract: Determinant is an basic and important subject in advancedalgebra ,it is very useful in mathematic. It is very important to know how tocalculate determinant. The paper first introduced the basic nature ofdeterminant,then introduced some methods, Finally,with the otherdeterminant of knowledge on the links in several other ways.,through thisseries of methods will futher enhance our understanding of the determinat,onour learning will bring very useful help.Keywords: Determinant ; matrix ; Vandermonde Determinant ;recurrence method行列式在高等代数课程中的重要性以及在考研中的重要地位使我们有必要对行列式进行较深入的认识,本文对行列式的解题技巧进行总结归纳。作为行列式本身而言,我们可以发现它的两个基本特征:当行列式是一个三角形行列式时,计算将变得十分简单,于是将一个行列式化为三角形行列式便是行列式计算的一个基本思想;行列式的另一特征便是它的递归性,即一个行列式可以用比它低阶的一系列行列式表示,于是对行列式降阶从而揭示其内部规律也是我们的一个基本想法,即递推法。这两种方法也经常一起使用,而其它方法如:加边法、降阶法、数学归纳法、拆行(列)法、因式分解法等可以看成是它们衍生出的具体方法。1 行列式的定义和性质41.1 行列式定义定义行列式与矩阵不同,行列式是一个值,它是所有不同行不同列的数的积的和,那些数的乘积符号由他们的逆序数之和有关,逆序数为偶数,符号为正,逆序数为奇数,符号为负。例 1nnDn000000100200100计算行列式 .解: nD 不为零的项一般表示为!1n-1 naaaa nnnn 1122 ,故!)1( 2)2)(1(nDnnn .1.2 行列式的性质按照行列式的值可分为以下几类:性质 1 行列式值为 01) 如果行列式有两行(列)相同,则行列式值为 0;2) 如果行列式有两行(列)成比例,则行列式值为 0;3) 行列式中有一行(列)为 0,则行列式的值为 0。性质 2 行列式值不变51) 把一行(列)的倍数加到另一行(列),行列式值不变, 即nnnnknkkkninkikinnnnnknkkiniinaaaaaacaacaacaaaaaaaaaaaaaaaaa212122111121121212111211 (6)其中 Rc 。2) 行列互换,行列式值不变, 即nnnnnnaaaaaaaaa212222111211=nnnnnnaaaaaaaaa212221212111(7)3) 如果行列式的某一行(列)是两组数的和,那么它就等于两个行列式的和,这两个行列式除这一行(列)外其余与原来行列式对应相同,aaaaaabbbaaaaaacbcbcbaaa21211121121211121121221111211(8)性质 3 行列式的值改变一行(列)的公因子可以提出去,或者说用一数乘以行列式的一行(列)就等于用该数乘以此行列式nnnniniinnnnniniinaaaaaaaaakaaakakakaaaa212111211212111211 (9)6性质 4 行列式反号对换行列式两行(列)的位置,行列式反号nnnniniiknkknnnnnknkkiniinaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa2121211121121212111211 (10)例 2 一个n 阶行列式 ijn aD 的元素满足,,,2,1,, njiaa jiij 则称反对称行列式,证明:奇阶数行列式为零.证明: 由 jiij aa 知 iiii aa ,即 niaii ,2,1,0 .故行列式可表示为11 1 1 10 0 00 0 00 0nx ax aa x a D=[(n-1)a+x] [(n-1)a+x](x-a) ,由行列式的性质'AA ,0000)1(0000321323132231211312321323132231211312nnnnnnnnnnnnnnaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaD nnD1 .当 n 为奇数时,得, nn DD 因而得 0nD .2 求解行列式的技巧2.1 定义法当行列式中含零元较多时,定义法可行。7例 3 计算 n 级行列式0 0 00 0 00 0 0 00 0 0a ba bD ab a解:按定义,易见 1j =1, 2,…, nj =n,或 1j =2, 2j =3,…, 1nj =n, nj =1.得 D= na + 1( 1)n 1nb 2.2 三角形行列式法化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法。这是计算行列式的基本方法重要方法之一。因为利用行列式的定义容易求得上(下)三角形行列式或对角形行列式的性质将行列式化为三角形行列式计算。因此,在许多情况下,总是先利用行列式的性质将其作为某种保值变形,再将其化为三角形行列式。例 4:计算如下行列式的值:1 2 3 12 3 4 13 4 5 1 21 2 2 1nn nnDn n n [分析]显然若直接化为三角形行列式,计算很繁,所以我们要充分利用行列式的性质。注意到从第 1 列开始;每一列与它一列中有 n-1 个数是差 1 的,根据行列式的性质,先从第 n-1 列开始乘以-1 加到第 n 列,第 n-2 列乘以-1加到第 n-1 列,一直到第一列乘以-1 加到第 2 列。然后把第 1 行乘以-1 加到各行去,再将其化为三角形行列式,计算就简单多了。解:811( 2, , )( 2, , )11 1 1 1 1 1 1 1 1 12 1 1 1 1 1 0 0 03 1 1 1 1 2 0 0 01 1 1 1 1 0 0 01 0 0 00 0 01 0 00 0 02 0 01 1 ( 1)20 0 02 0 0 00 0 01 0 01 ( 1)( )2iinni nr ri nr rnn nD n nn n n nnnnnn n nn nnnnn nn nnn ( 1)( 2)1 2( 1)12( 1)( 1)12n nn nnnn 2.3 析因法如果行列式 D 中有一些元素是变数 x(或某个参变数)的多项式,那么可以将行列式 D 当作一个多项式 f(x),然后对行列式施行某些变换,求出 f(x)的互素的一次因式,使得 f(x)与这些因式的乘积 g(x)只相差一个常数因子 C,根据多项式相等的定义,比较 f(x)与 g(x)的某一项的系数,求出 C 值,便可求得D=Cg(x) 。那在什么情况下才能用呢?要看行列式中的两行(其中含变数 x),若 x 等于某一数 a1 时,使得两行相同,根据行列式的性质,可使得 D=0。那么 x a1便是一个一次因式,再找其他的互异数使得 D=0,即得到与 D 阶数相同的互素一次因式,那么便可用此法。例 5:兰州大学 2004 招收攻读硕士研究生考试工试题第四大题第(1)小题。需求如下行列式的值。91 21 211 2 31 2 3nnnnx a a aa x a aDa a a aa a a x [分析] 根据该行列式的特点,当. 1,2, ,ix a i n 时,有 1 0nD 。但大家认真看一下,该行列式 Dn+1 是一个 n+1 次多项式,而这时我们只找出了 n个一次因式. 1,2, ,ix a i n ,那么能否用析因法呢?我们再仔细看一下,每行的元素的和数都是一样的,为:1niia x ,那么我们从第 2 列开始到第 n+1列都加到第 1 列,现提出公因式1niia x ,这样行列式的次数就降了一次。从而再考虑析因法。解:1 211 221 2112 32 31 2 32 3111( )11ni ninni ni nnn iinni niniia x a a aa a aa x x a ax a aD a xa a aa x a a aa a xa x a a x 令:1 22'12 32 31111nnnna a ax a aDa a aa a x 10显然当: . 1,2, ,ix a i n 时, '1 0nD 。又'1nD 为 n 次多项式。'1 1 2( )( ) ( )n nD C x a x a x a 设又'1nD 中 x 的最高次项为 nx ,系数为 1,C=1'1 1 2( )( ) ( )n nD x a x a x a 因此得:'1 111 21( )( )( )( ) ( )nn i nini niD a x Da x x a x a x a 2. 4 连加法若行列式中某加上其余各列(行),使该列(行)元素均相等或出现较多零,从而简化行列式计算的方法称为连加法。x a a aa x a aD a a x aa a a x例6 解:它的特点是各列元素之和为(n-1)a+x ,因此把各行都加到第一行,然而第一行再提出(n-1)a+x ,得1 1 1 1a x a aa a x aa a a xD=[(n-1)a+x]将第一行乘以(-a)分别加到其余各行,化为三角形行列式,则
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