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[推荐]第一章 行列式        【字体:
第一章 行列式
作者:未知    文章来源:未知    点击数:    更新时间:2005-9-2
§1.1 二阶、三阶行列式

  (一)二阶行列式

  我们用记号 

  

  表示代数和 ,称为二阶行列式,即

  

  二阶行列式表示的代数和,可以用画线如图的方法记忆,即实线联结的两个元素的乘积减去虚线联结的两个元素的乘积。

  1  

  2

问:

(1)当 为何值时

(2)当 为何值时

  解:

,则

因此可得

1)当

2)当

  (二)三阶行列式

  我们用记号

  

表示代数和

   

称为三阶行列式,即

  

  

  三阶行列式表示的代数和,也可以用画线的方法记忆,其中各实线联结的三个元素的乘积是代数和中的正项,各虚线联结的三个元素是代数和中的负项。图见课本。

  1

 

  例2  满足什么条件时有

       

  解:

  若要 ,则 须同时等于零。因此,当 时,给定行列式等于零。

  例3  的充分必要条件是什么?

  解:

  

  因此可得

   的充分必要条件是

  例4 

  解:

     得

  所以 3

  例5 当 取何值时

  解:

  所以当 2

§1.2 阶行列式

  (一)排列与逆序

  由数码 组成的不重复的每一个有确定次序的排列,称为一个 级排列。

  例如,1234及2431都是4级排列,25413是一个5级排列。

  定义1.1   在一个n级排列  中,如果有较大的数  排在较小的数  前面(  ),则称  与  构成一个逆序。一个  级排列中逆序的总数,称为它的逆序数,记为

            

  如果排列 的逆序数 是奇数则称为奇排列,是偶数则称为偶排列。

  例如,排列23154中,2在1前面,3在1前面,5在4前面,共有3个逆序,即 。所以23145为奇排列。

  排列 的逆序数是零,是偶排列。

  例如,由1,2,3这3个数码组成的3级排列共有3!=6种,其排列情况如表1-1。

  在一个排列 中,如果仅将它的两个数码 对调,得到另一个排列 ,这样的变换,称为一个对换,记为对换

            表1-1

 

逆 序 数

排列的奇偶性

1 2 3

0

偶排列

1 3 2

1

奇排列

2 1 3

1

奇排列

2 3 1

2

偶排列

3 1 2

2

偶排列

3 2 1

3

奇排列

  例如,对排列21354施以对换(1,4)后得到排列24351。

  定理1.1  任意一个排列经过一个对换后奇偶性改变。

  定理1.2   个数码( )共有 级排列,其中奇偶排列各占一半。

  (二) 阶行列式的定义

  观察二阶行列式和三阶行列式的展开式可得到:

(1)三阶行列式表示所有位于不同的行不同的列的3个元素乘积的代数和。

(2)、每一项的符号是,当这一项中元素的行标按自然数顺序排列后,如果对应的列标构成的排列是偶排列则取正号,是奇排列则取负号。

  根据这个规律,可给出 阶行列式的定义。

  定义1。2  个元素 组成的记号

  

  称为 阶行列式,其中横排称为行,纵排称为列。它表示所有可能取自不同的行不同的列的 个元素乘积的代数和,各项的符号是:当这一项中元素的行标按自然数顺序排列后,如果对应的列标构成的排列是偶排列则取正号,是奇排列则取负号。

  注意:

  (1)、一阶行列式就是

  (2)、行列式有时简记为

§1.3 行列式的性质

  将行列式 的行与列互换后得到的行列式,称为 的转置行列式,记为 .即如果

  

  

  性质1  将行列式转置,行列式不变,即 .

  性质2  交换行列式的两行(或列),行列式变号.

  

  推论  如果行列式有两行(列)的对应元素相同,则此行列式值为零.

  性质3  用数 乘行列式的一行(列),等于以数 乘此行列式.即 

  推论1  如果行列式某行(列)的所有元素有公因子,则公因子可以提到行列式外面.

  推论2  如果行列式有两行(列)对应元素成比列,行列式等于零.

  性质4  如果将行列式 中某一行(列)的每一个元素都写成两个数的和,则此行列式可以写成两个行列式的和,这两个行列式分别以这两个数为所在行(列)对应位置的元素,其它位置的元素与 相同.即如果

      

  .

  推论  如果将行列式某一行(列)的每个元素都写成 个数(为大于2的整数)的和,则此行列式可以写成 个行列式的和.

  性质5  将行列式某一行(列)的所有元素同乘以数 后加于另一行(列)对应位置的元素上,行列式值不变.

    

  例1计算行列式

    

  解:因为第一列与第二列对应元素成比例,根据性质3的推论2,得

计算行列式时,常用行列式的性质,把它化为三角形行列式,再进行计算.

  例2计算行列式

  解:

 

 

 

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