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第一章 行列式答案详解

第一章行列式习题1.1二阶和三阶行列式1.计算下列二阶行列式.()12112-=4(1)5--=()222111x x x x -++22(1)(1)x x x x =-++-321x x =--【分析】考查二阶行列式的计算公式2.计算下列三阶行列式.()1251312204--1301113113123024204===()2a bcb c a c a b 11()1()011b c b ca b c c a a b c c b a ca b a b b c=++=++----333()3c b a c a b c abc a b c a b b c --=++=-----【分析】考查三阶行列式的计算公式或者行列式性质计算三阶行列式3.当x 取何值时,3140010x x x¹.【解析】31210214040(24)0241010x x x x x x xxxx x且===-【分析】考查三阶行列式的计算公式或者行列式性质计算三阶行列式习题1.2排列1.求下列排列的逆序数,并确定它们的奇偶性.()14132;()41324t =,为偶排列()2542316;()5423169t =,为奇排列()3()()246213521n n -L L .()()()(1)2462135212n n n n t +-=L L ,4142443n k k n k k =++⎧⎨=+⎩或时,为奇排列或时,为偶排列【分析】考查逆序数的计算及奇偶排列的概念*2.设排列12n i i i L 的逆序数为k ,求排列121n n i i i i -L 的逆序数.【解析】考虑第m 个数(m=1,2,...,n-1),它与后面n-m 个数的每一个数都有一个“序”,这个序要么是“顺序”,要么是“逆序”。

这样全部的“序”共有:(n-1)+(n-2)+...+2+1=n(n-1)/2个。

12n i i i L 逆序数是k ,那么排列121n n i i i i -L 的逆序是n(n-1)/2-k 【分析】考查逆序概念习题1.3n 阶行列式1.写出四阶行列式中含有因子1123a a 的项.【解析】1123344211233244;a a a a a a a a +-【分析】行列式的定义2.在5阶行列式中,下列各项应取什么符号?()11523314254a a a a a ;()152********,+a a a a a 取“”t =()22132441355a a a a a ;()21324413552,+a a a a a 取“”t =()34153122435a a a a a .()41531224355,a a a a a 取“-”t =【分析】行列式的定义3.设一个n 阶行列式中等于零的元素的个数大于2n n -,试证明该行列式为零.【解析】N 阶行列式共有2n 个元素,等于零的元素的个数大于2n n -,则非零元素个数小于n 个,即一定出现一个0行,则行列式值为0.【分析】行列式的定义4.用行列式的定义计算下列行列式.()1010000200001000n n -L LM M M LML L (23(1)1)112231,11(1)(1)!n n n n n a a a a n τ----=-=- ()2()()1111121211000n n n n a a a a a a --L L MLM M L(1)((1)21)212(1)112(1)1(1)(1)n n n n n n n n n n a a a a a a τ----=-=- 【分析】行列式的定义和主次对角线行列式的结论5.设()11121314212223243132333441424344x a a a a a x a a a f x a a x a a a a a x a --=--,求()f x 中3x 的系数.【解析】根据行列式的定义,3x 系数只能来自于一项11223344()()()()x a x a x a x a ----,即11223344()a a a a -+++【分析】行列式的定义习题1.4n 阶行列式的性质1.用行列式的性质计算下列行列式.()1a x x x x b x xx x c x+++000000a x x x x x x b x xb x x x b x x a x b xc xx c x x x c x x c +=+++=++++2()()()a b x c x x bcx abc ab ac bc x=++-+=+++【分析】各行或各列元素之和相等的行列式+展开定理+三角化方法()22464273271014543443342721621-1321122331299001003279001003270100327190010044310000116100001169001006210029400294c c r r c c c c r r +----===121000011601003272940000000294r r «=-=-【分析】行列式性质+行列式性质+三角化方法()3ab ac aebd cd debf cf ef---1111111111110020204111020002abcdef abcdef abcdef abcdef---=-==-=-【分析】各行或各列元素之和相等的行列式+行列式性质+三角化方法2.将下列行列式化为上三角形行列式,并计算其值.()1111111111111022281111002211110002-==-----【分析】三角化方法的计算()222401120112011204135413505550111221031233123048304832051205102110211----------=-=-=---------112011201120111011101111010102500047001800180031003100025---------=-=-=-=----------【分析】三角化方法的计算3.计算下列行列式.()111100[(1)][(1)]100x a a aa a a a x a x a x a x n a x n a a a x ax x a-=+-=+--L LL L L L M M L M M M L M M M L M L LL 1[(1)]()n x n a x a -=+--10111011120201600022002200220004----=-=-=-----()33312()02()2()0x y x y y x yx yy x y x x y x y x y x y x y xx yxy x yx++-+=+-=+=-+--+--【分析】各行或各列元素之和相等的行列式的计算4.计算下列行列式()112311110010010na a a a L L LM M M LM L ,其中0,2,3,,.i a i n ¹=L 122123211111000110000nn n n a a a a a a a a a a a ---ç==---ççL L L L L LM M M LML 【分析】箭型行列式计算()212111111111111na a a +++L LM M M LML ,其中0,1,2,,.i a i n ¹=L 111121211212211111111100000100000n n n nna aa a a a a a a a a a a a a a a a a +++++-ç===++++çç-L LL L L L L M M M LMM M M L M L L 【分析】利用性质变换为箭型行列式计算5.证明()33by az bz ax bx ayx y z bx ayby az bz ax a b zx y bz ax bx ay by azyzx++++++=++++.【证明】左边by az bz ax bx ayby bz ax bx ay azbz ax bx aybx ayby az bz ax bx by az bz ax ay by az bz axbz ax bx ay by az bz bx ay by az ax bx ay by az+++++++=+++=++++++++++++y bz ax bx ay zbz ax bx ayb x by az bz ax a y by az bz axzbx ay by azx bx ay by az ++++=+++++++++22y bz ax bx zax bx ay y bz ax x z x bx ay b x by az bz a yazbz ax b x by azz a yz bz ax zbx ay by x ay by az z bx ay y xy by az++++=+++=+++++++()223333y bz x z x ay y z x z x y x y z b x byz a y z ax b xy z a yz x a b zx y z bx y x y az z xyxyzy zx=+=+=+【分析】拆项性质+行列式性质6.证明121211221100001000000001n n n n nn n x x x a x a x a x a xa a a a a -------=++++-L L L L M M M L M M LL .【证明】11c n n nD xD a 展开-=+()22121n n n n n n x xD a a x D a x a ----=++=++()3232123232312312121n n n n n n n n n n n n n nx D a x a x a x D a x a x a x a a x a a x a x a x a ----------=+++==+++=++++=++++L L L L 【分析】展开定理+递推发习题1.5行列式的展开1.求行列式30453221--中元素2和2-的代数余子式.【解析】2的代数余子式:313104(1)003A +=-=;2-的代数余子式:323234(1)2953A +-=-=【分析】余子式、代数余子式的概念2.用降阶法计算下列行列式【分析】拉普拉斯展开定理()211122200000000000000=0000000111111231n n na a a a a a a a a nn ------+L L LL MM M L M M MM M L M M L L LL12(1)(1)n nn a a a =+- 【分析】行列式性质+展开定理3.计算下面行列式222244441111a b c d a b c d a b c d .【解析】4D 中各列元素均缺少3次方幂的元素,在4D 中添加3次方幂的一行元素,则产生5阶范德蒙行列式,再适当添加一列得:22222333334444411111()ab c d x f x a b c d x a b c d x a b c d x =按最后一列展开,得2341525354555()f x A xA x A x A x A =++++,因为()()()()0f a f b f c f d ====,所以,,,a b c d 为()f x 的四个根,则()()()()()f x k x a x b x c x d =----由根与系数关系有4555Aa b c d A +++=-,而4545(1)A D D +=-=-,55()()()()()()A b a c a d a c b d b d c =------,则()()()()()()()D a b c d b a c a d a c b d b d c =+++------.【分析】克莱姆法则+展开定理4.已知四阶行列式D 中第1行的元素分别为1,2,0,4-,第3行的元素的余子式依次为6,,19,2x ,试求x 的值.【解析】313233346,,19,2A A x A A ==-==-,由展开定理得:162()019(4)(2)0x ⨯+⨯-+⨯+-⨯-=,解得7x =【分析】代数余子式、余子式+展开定理求11121314及11213141.【解析】1112131411111111016110500164241313042463524130635A A A A -----+++===----------1201048428(1)(1)46136313+--=-=--=---11213141112131411521110513131413M M M M A A A A ---+++=-+-=----152142412000424812812081291210912-----==-=-=------【分析】代数余子式、余子式+展开定理的逆运用习题1.6克莱姆法则1.用克莱姆法则求解下列方程组的解12341234123412342326223832242328x x x x x x x x x x x x x x x x ì++-=ïïïï---=ïíï+-+=ïïï-++=-ïî.【解析】1234324,324,648,324,648D D D D D ====-=-,则12341,2,1,2x x x x ===-=-【分析】克莱姆法则2.设1a ,2a ,3a 互不相同,证明方程组123112233222112233000x x x a x a x a x a x a x a x ì++=ïïï++=íïï++=ïïî只有零解.【解析】系数行列式时范德蒙行列式,因为1a ,2a ,3a 互不相同,则系数行列式非零;再由克莱姆法则可知,该齐次方程组只有零解.【分析】克莱姆法则3.当l 为何值时,齐次线性方程组123122334000x x x x x x x l l ì++=ïïï-+=íïï+=ïïî()1只有零解;()2有非零解.当11λλ≠≠-且时,只有零解;当=1=1λλ-或时,有非零解【分析】克莱姆法则自测题1.填空题(每小题10分,共20分)()1行列式103100204199200395301300600=___2000____.()2已知11111111111111D x---=---,则D 中x 的系数是___4-____.2.计算下列行列式:(每小题15分,共30分)()11(1)(1)(2)220000(1)(1)000000n n n n c nn n D αβαββααββα---==-+-展开()212312323411341(1)3452145221211121n n n n n D n n n +==--(1)(1)1231111101111111101111(1)(1)2211110111111111111n n n n n n nnn n n n n n n n-⨯------++==----(1)(2)1122(1)(1)100100(1)(1)(1)(1)(1)221001000n n n n n n n nn n n n n n n ------⨯-++=⋅-=⋅-⋅-⋅(1)12(1)(1)2n n n n n n --+=-⋅⋅(本题15分)已知2231122D yx=,且1112133M M M +-=,1112131A A A ++=,其中ij M 是D 中元素ij a 的余子式,(1)i j ij ij A M +=-,试求D 的值.【解析】1112133235M M M x y +-=⇒-=111213114A A A y x ++=⇒=⇒=则行列式的值为14.(本题15分)解线性方程组231234231234231234231234x ax a x a x e x bx b x b x ex cx c x c x e x dx d x d x e⎧+++=⎪+++=⎪⎨+++=⎪⎪+++=⎩,其中,,,a b c d 互异.【解析】系数行列式非零,由克莱姆法则可知1234,0,0,0x e x x x ====5.(本题20分)证明:11000100,010001n n a b ab a b ab a b a b a b a ba b++++-=¹+-+L L L M M M L M M L .【解析】上课做为例题已讲过。

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