行列式的求法有多种,以下简单进行总结。
一、逆序定义法
行列式的逆序法定义如下:
1212121112121222(,,......,)12,,......,1
2(1)......n n n
n n j j j j j nj j j j n n nn
a a a a a a a a a a a a τ=
-∑
这里,12,,......,n j j j 为1,2,...,n 的任一排列,12(,,......,)n j j j τ为该排列的逆序数,求和是对所有的排列求的,因此,该和式一共有!n 项,每项都是n 个数相乘,并得计算逆序数,计算量巨大。
因此,一般而言,逆序法定义具有理论上研究的意义,而比较少用于求行列式。
但是,如果行列式的项中有大量的0,那么用逆序法计算可能会很简单。
以下举例如下:
例1:求
11
22
nn
a a a。
解答:
12121211
22
(,,......,)12,,......,(1)......n n n
j j j j j nj j j j nn
a a a a a a τ=
-∑
只当11j =,22j =,……,n j n =,其项才可能非零。
因此,
11
22
(1,2,......,)01,12,2,1,12,2,1,12,2,(1)......(1)............n n n n n n n
nn
a a a a a a a a a a a a τ=-=-=
例2、求
1
2
n
d d d 。
解答:
1212121
2
(,,......,)12,,......,(1)......n n n
j j j j j nj j j j n
d d a a a d τ=
-∑
只当1j n =,21j n =-,……,1n j =,其项才可能非零。
因此,
1
(1)2
(,1, (1)
2
1,2,1,112(1)
(1)
......n n n n n n n n n
d d a a a d d d d τ---=-=- 。
例3、求
1
2
1
n n
d d d d -。
解答:1212121
2
(,,......,)12,,......,1
(1)......n n n
j j j j j nj j j j n n
d d a a a d d τ-=
-∑
只当12j =,23j =,……,1n j n -=,1n j =时,其项才能非零,于是
1
2
(2,3,4,......,1,,1)11,22,31,,11211
(1)......(1)......n n n n n n n n
n n
d d a a a a d d d d d d τ-----=-=-
二、按任意行或任意列展开
11121212221
1
1
21
1
(1)
(1)n n
n
n i j
ij ij
j j n n nn
n
n
i j
ij ij
i i a a a a a a M A a a a M A +==+===-==-=∑∑∑∑
其中,ij M 是原行列式划去第i 行和第j 列所成的行列式,称为i 行j 列位置上的余子式,而
(1)i j ij ij A M +=-则称为i 行j 列位置上的代数余子式。
至于各个ij M 的计算,则继续按照此
递归定义计算下去。
当然,必须说的是,如果单纯这样做,计算量也是相当之大的。
不过,如果行列式中有大量零,可以考虑这种方法(没有零,就利用行列式性质弄出大量零)。
以下举几个例子:
例4、438 951 276。
解答:438
519195
951438423352853360 762627
276
=-+=⨯-⨯+⨯=
例5、3642 0157 3456 2175。
解答:
3642
342362364
0157
135653467345
3456
275215217
2175
=⨯-+
342
563635
356342317)4321141
752527
275
=⨯-⨯+⨯=⨯(--⨯+⨯=-
362
623236
34625228125(6)14
463634
215
=⨯-+⨯=⨯-+⨯-=
364
353434
345641611413317
272735
217
=-⨯+⨯-⨯=-⨯+⨯-=-
这样,
3642
342362364
0157
1356534673451(41)5147(17)230 3456
275215217
2175
=⨯-+=⨯--⨯+⨯-=-
三、利用初等变换求行列式
利用初等变换求行列式是最常用的行列式求法。
以下简单举几个例子:
例6、1111 1200 1030 1004
解答:
111111111111111112000111011101111(2)210300121001200121004011300220002------====⨯1⨯1⨯-=---------例7、
010001000
1
a b c a b c
解答:
2
222222220000000100100100100()010010010010001001
001
001
a b c a b c a b c a b c a a
a a a
b
c b b b b c c
c
c
------=
=
=
=-++
四、递归法求行列式
用递归法求行列式,必须寻找行列式的自相似结构。
以下讲解几个例题: 例8、求解范德蒙行列式
1
2
3
2
22212
3
1
11112
31111n
n n n n n n n
x x x x D x x x x x x x x ----=
1
2
3
21
31
1
2
222
22
2
12
3
212
313
111
1112
1212
12
321231312131
12213311111111100
011
1100
()
()
(n n n n n n
n n n n n n n n n n n n n
n n x x x x x x x x x x D x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x -------------==---------=--
1222
221331121311232
2223232131121312
222
3)
0()()()
11110
111()()......()0
01
11()()......()
()()......n n n n n n n n n n n n
n n n n n n
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x -------------=---=---=--
11
()n n x x D --利用上述递推公式,有
213111
21311324222
213113242243311()()......()()()......()()()......()......()()......()()()......()()......()......()(n n n n n n n n n n n D x x x x x x D x x x x x x x x x x x x D x x x x x x x x x x x x x x x x x x D ---=---=------==---------=
1)
j i i j n
x x ≤<≤-∏
例9、求解行列式
0111
1
1
n n
x x
x a a a a - 。
解答:记111
1
1
1
n n n x x D x a a a a +-=
,则
11
111
12
1
21211112011
11
1
11(1)111
(1)()..................n n n
n n n n n n n n n n n n n n n n n n
n x x x
x x x
D x x x
a a a a a a a a x
D a x D a x D a x a x D a x a x a x a a x a x +++---+---------=
=⨯
+-----=+--=+=++==++++=+++
五、其它方法
与线性代数的其它知识相结合,还有其它一些方法,日后细说。