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知识点总结高等代数

第二章行列式知识点总结一行列式定义1、n 级行列式111212122212n n ijnn n nna a a a a a a a a a =(1)等于所有取自不同行不同列的n 个元素的乘积1212n j j nj a a a (2)的代数和,这里12n j j j 是一个n 级排列。

当12n j j j 是偶排列时,该项前面带正号;当12n j j j 是奇排列时,该项前面带负号,即:1212121112121222()1212(1)n n nn n j j j ij j j nj nj j j n n nna a a a a a a a a a a a a τ==-∑。

2、等价定义121212()12(1)n n ni i i ij i i i n ni i i a a a a τ=-∑和121211221212()()(1)n n n n n ni i i j j j ij i j i j i j ni i i j j j a a a a ττ+=-∑和3、由n 级排列的性质可知,n 级行列式共有!n 项,其中冠以正号的项和冠以负号的项(不算元素本身所带的负号)各占一半。

4、常见的行列式1)上三角、下三角、对角行列式111111222222112200nn nn nnnna a a a a a a a a a a a *===*2)副对角方向的行列式111(1)212,12,1212,111110(1)nnnn n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a -----*===-*3)范德蒙行列式:1222212111112111()(2)n n i j j i nn n n na a a a a a a a a a a n ≤<≤---=-≥∏二、行列式性质1、行列式与它的转置行列式相等。

2、互换行列式的两行(列),行列式变号。

3、行列式中某一行(列)中所有的元素都乘以同一个数,等于用这个数乘以此行列式。

即:某一行(列)中所有的元素的公因子可以提到整个行列式的外面。

4、若行列式中有两行成比例,则此行列式等于零。

5、若某一行(列)是两组数之和,则这个行列式等于两个行列式之和,而这两个行列式除这一行(列)以外全与原来行列式的对应的行(列)一样。

6、把行列式某一行(列)的各元素乘以同一数然后加到另一行(列)对应的元素上,行列式不变。

三、行列式的按行(列)展开1、子式1)余子式:在n 级行列式ij D a =中,去掉元素ij a 所在的第i 行和第j 列后,余下的n-1级行列式称为ij a 的余子式,记作ij M 。

2)代数余子式:(1)i j ij ij A M +=-称为ij a 的代数余子式。

3)k 级子式:在n 级行列式ij D a =中,任意选定k 行和k 列(1)k n ≤≤,位于这些行列交叉处的2k 个元素,按原来顺序构成一个k 级行列式M ,称为D 的一个k 级子式。

当()k n <时,在D 中划去这k 行和k 列后余下的元素按照原来的次序组成的n k -级行列式M '称为k 级子式M 的余子式。

2、按一行(列)展开1)行列式任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和等于行列式的值,即 按第i 行展开1122(1,2,,);i i i i in in D a A a A a A i n =+++= 按第j 列展开1122(1,2,,);j j j j nj nj D a A a A a A j n =+++=2)行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等零,即11220();i j i j in jn a A a A a A i j +++=≠或11220,().i j i j ni nj a A a A a A i j +++=≠3、按k 行(k 列)展开拉普拉斯定理:在n 级行列式中,任意取定k 个行(k 列)(11)k n ≤≤-,由这k 行(k 列)元素组成的所有的k 级子式与它们的代数余子式的乘积之和等于行列式的值。

4、其他性质1)设A 为n 阶方阵,则A A '=; 2)设A 为n 阶方阵,则nkA k A =;3)设,A B 为n 阶方阵,则AB A B =,但A B A B ±≠±;4)设A 为m 阶方阵,设B 为n 阶方阵,则00A A AB BB*==*,但A B A B ±≠±。

5)行列式的乘法定理:两个n 级行列式乘积等于n 级行列式1111111111122111111,,1,2,,.nnnij i j i j in nj n n n n n n a a b b c c c a b a b a b i j n a a b b c c •==++=其中四、行列式的计算1、计算行列式常用方法:定义法、化三角形法、递推法、数学归纳法、拉普拉斯定理等等。

具体计算时需要根据等到式中行(或列)元素的特点来选择相应的解题方法。

方法一:递推法分为直接递推法和间接递推法。

用直接递推法的关键是找出一个关于1n D -的代数式来表示n D ,依次从1234n D D D D D →→→→,逐级递推便可以求出n D 的值。

方法二:数学归纳法。

第一步发现和猜想;第二步证明猜想的正确性。

第二步的关键是首先要得到n D 关于1n D -和2n D -的递推关系式。

方法三:加边法。

加边法是将所要计算的n 级行列式适当地添加一行一列(或m 行m 列)得到一个新的n+1(或m+1)级行列式,保持行列式的值不变,但是所得到的n+1(或m+1)级行列式较易计算。

其一般做法如下:11111111111100n nn n n n n a a a a a a a a a a =或111111111111100nn n n n n a a b a a a a b a a =特殊情况取121n a a a ===或121n b b b ===。

方法四:拆行(列)法。

将所给的行列式拆成两上或若干个行列式之和,然后再求行列式的值。

拆行(列)法有两种情况:一是行列式中有某行(列)是两项之和,可直接利用性质拆项;二是所给行列式中行(列)没有两项和形式,这时需作保持行列式值不变,使其化为两项和。

方法五:析因子法。

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()f x 实行某些变换,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 与的()g x 某一项系数,求出c 值,便可求得()D cg x =。

2、行列式计算中常用的类型:类型一:“两条线”型行列式(非零元分布在两条线上,例如,*等等)。

注:“两条线”型行列式一般采取直接展开降阶法计算,或用拉普拉斯定理展开,降阶后的行列式或为三角形行列式,或得到一个递推公式。

类型二:“三条线”行列式(非零元分布在三条线上)。

(1)“三对角”行列式(,)。

注:“三对角”行列式可以按如下方法进行求解。

首先得到一个一般的递推公式12n n n D pD qD --=+,然后可以用以下两种方法之一求出n D 的表达式: 先计算123,,D D D 等,找出规律进行猜想,然后再用数学归纳法进行证明。

间接递推法:借助于行列式中元素的对称性,交换行列式构造出关于n D 和1n D -的方程组,从而消去1n D -就可解得n D 。

(2)“爪型”行列式()。

注:“爪型”行列式可以按行(列)提取公因子,然后化为上(下)三角形行列式进行求解。

(3)Hessenerg 型行列式()。

类型三:各行(列)元素之和相等(或多数相等仅个别不相等)的行列式。

注:行加法(或列加法)再化为三角形行列式进行求解。

类型四:除主对角线外其余元素相同(或成比例)型行列式。

注:拆行(列)法或再结合其他方法进行求解。

类型五:可利用范德蒙行列式计算的行列式。

类型六:其他形式行列式。

五、克莱姆法则1、克莱姆法则:如果含有n 个未知量的n 个方程的线性方程组11112211211222221122n n n n n n nn n na x a x a xb a x a x a x b a x a x a x b +++=⎧⎪+++=⎪⎨⎪⎪+++=⎩的系数行列式不等于零,即111110nn n a a D a a =≠, 则方程组有唯一解:1212,,,n n D D Dx x x D DD===其中(1,2,)j D j n =是把系数行列式D 中第j 列的元素用方程组右端的常数项代替后所得到的n 级行列式。

2、含n 个未知量的n 个方程的齐次线性方程组111122121122221122000n n n n n n nn n a x a x a x a x a x a x a x a x a x +++=⎧⎪+++=⎪⎨⎪⎪+++=⎩只有零解的充要条件是系数行列式0D ≠;有非零解的充要条件是系数行列式0.D =。

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