线性代数知识点总结
第一章 行列式
第一节:二阶与三阶行列式
把表达式11221221aaaa称为11122122aaaa所确定的二阶行列式,并记作11122112aaaa,
即1112112212212122.aaDaaaaaa结果为一个数。
同理,把表达式112233122331132132112332122133132231,aaaaaaaaaaaaaaaaaa称为由数
表111213212223313233aaaaaaaaa所确定的三阶行列式,记作111213212223313233aaaaaaaaa。
即111213212223313233aaaaaaaaa=112233122331132132112332122133132231,aaaaaaaaaaaaaaaaaa
二三阶行列式的计算:对角线法则
注意:对角线法则只适用于二阶及三阶行列式的计算。
利用行列式计算二元方程组和三元方程组:
对二元方程组11112212112222axaxbaxaxb
设111221220aaDaa1121222baDba1112212.abDab
则1122221111122122babaDxaaDaa,1112122211122122.ababDxaaDaa
对三元方程组111122133121122223323113223333axaxaxbaxaxaxbaxaxaxb,
设1112132122233132330aaaDaaaaaa,
11213
122223
33233
baaDbaabaa,1111322122331333abaDabaaba,1112132122231323aab
Daabaab
,
则11DxD,22DxD,33DxD。(课本上没有)
注意:以上规律还能推广到n元线性方程组的求解上。
第二节:全排列及其逆序数
全排列:把n个不同的元素排成一列,叫做这n个元素的全排列(或排列)。
n个不同的元素的所有排列的总数,通常用Pn (或A
n
)表示。(课本P5)
逆序及逆序数:在一个排列中,如果两个数的前后位置与大小顺序相反,即前面的数大于后
面的数,那么称它们构成一个逆序,一个排列中,逆序的总数称为这个排列的逆序数。
排列的奇偶性:逆序数为奇数的排列称为奇排列;逆序数为偶数的排列称为偶排列。(课本
P5)
计算排列逆序数的方法:
方法一:分别计算出排在1,2,,1,nnL 前面比它大的数码之和即分别算出
1,2,,1,nnL
这n个元素的逆序数,这个元素的逆序数的总和即为所求排列的逆序数。
方法二:分别计算出排列中每个元素前面比它大的数码个数之和,即算出排列中每个元素的
逆序数,这每个元素的逆序数之总和即为所求排列的逆序数。(课本上没有)
第三节:n阶行列式的定义
定义:n阶行列式111212122212LLMMOMLnnnnnnaaaaaaDaaa等于所有取自不同行、不同列的n个元素的乘积
1212n
ppnp
aaaL
的代数和,其中p1 p2 … pn是1, 2, … ,n的一个排列,每一项的符号由
其逆序数决定。1112112222112211220100ntnnnnnnnnaaaaaDaaaaaaaLLLLLMMOML也可简记为
detija
,其中ija为行列式D的(i,j元)。
根据定义,有121212111212122212121LLLLLMMOMLnnnntpppnppnppppnnnnaaaaaaDaaaaaa
说明:
1、行列式是一种特定的算式,它是根据求解方程个数和未知量个数相同的一次方程
组的需要而定义的;
2、n阶行列式是!n项的代数和;
3、n阶行列式的每项都是位于不同行、不同列n个元素的乘积;
4、1212nppnpaaaL的符号为1t,t的符号等于排列12,,...nppp的逆序数
5、一阶行列式aa不要与绝对值记号相混淆。
推论1:上,下三角行列式的值均等于其主对角线上各元素的乘积 。
即1112112222112211220100ntnnnnnnnnaaaaaDaaaaaaaLLLLLMMOML
推论2:主对角行列式的值等于其对角线上各元的乘积,副对角行列式的值等于121nn乘
以其副对角线上各元的乘积。
即1212nnLO,1122121nnnnLN
第四节:行列式的性质
定义 记111212122212nnnnnnaaaaaaDaaaLLMMOM,112111222212nnTnnnnaaaaaaDaaaLLMMOML,行列式TD称为行列式
D
的转置行列式。
性质1 行列式与它的转置行列式相等。
说明 行列式中行与列具有同等地位,因此凡是对行成立的行列式的性质的对列也成立。
性质2 互换行列式的两行 ijrr或列ijcc,行列式变号。
推论 如果行列式有两行(列)完全相同,则此行列式为零。
性质3 行列式的某一行(列)中所有的元素都乘以同一数()jkrk,等于用数k乘此行列
式;
推论1 D的某一行(列)中所有元素的公因子可以提到D的外面;
推论2 D中某一行(列)所有元素为零,则=0D。
性质4 行列式中如果有两行(列)元素成比例,则此行列式为零.
性质5 若行列式的某一列(行)的元素都是两数之和,则
1112111212222212()()()iin
iin
nnnininn
aaaaaaaaaaDaaaaa
LL
LL
MMMM
LL
1112111112112122222122221212inin
inin
nnninnnnninn
aaaaaaaa
aaaaaaaa
aaaaaaaa
LLLL
LLLL
LLLLLLLLLL
LLLL
性质6 把行列式的某一列(行)的各元素乘以同一数然后加到另一列(行)对应的元素上去,
行列式的值不变。
计算行列式常用方法:①利用定义;②利用运算 ijrkr把行列式化为上三角形行列式,从
而算得行列式的值。
说明 行列式中行与列具有同等的地位,行列式的6个性质凡是对行成立的对列也同样成
立。
第五节 行列式按行(列)展开
余子式 在n阶行列式中,把元素ija所在的第i行和第j列划去后,留下来的1n阶行列
式叫做元素ija的余子式,记作ijM。
代数余子式 1ijijijAM记,叫做元素ija的代数余子式。
引理 一个n阶行列式,如果其中第i行所有元素除(i,j)(,)ij元外ija都为零,那么
这行列式等于ija与它的代数余子式的乘积,即ijijDaA。
定理 n阶行列式 111212122212LLMMOMLnnnnnnaaaaaaDaaa等于它的任意一行(列)的各元素与其对应
的代数余子式的乘积之和,即1122iiiiininDaAaAaAL,
(1,2,,)inL1122jjjjnjnjDaAaAaAL或,(1,2,,)jnL
。
扩展 范德蒙德(Vandermonde)行列式1222212111112111()LLLMMOMLnnnijnijnnnnxxxDxxxxxxxx
展开定理推论 n阶行列式 111212122212LLMMOMLnnnnnnaaaaaaDaaa的任意一行(列)的各元素与另一
行(列)对应的代数余子式的乘积之和为零,即
11220()isisinsn
aAaAaAisL
11220()jtjtnjnt
aAaAaAjtL或