行列式计算的有效性实现 联系客服

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例5 计算行列式

???1Dn?0?00?????1?000?000?1000?.

????????00???????????解 按第一列展开,有

Dn?(???)Dn?1???Dn?2;特征方程:x2?(???)x????0,即

(x??)(x??)?0,根?1??,?2??,(???),则 Dn?A?n?1?B?n?2,又D1????,D2????1????2?????2

???故

D1?A?B?????解得

?2A????B??D2?A??B??2?????2?3 ,

????2?3?n?1??n?1n?1n?2?????所以Dn?,(???). ?????????另外指出,当???时,易得上述行列式Dn?(n?1)?.特别地,此行列式是一类很广泛的行列式一般形式,结果可作公式用,例如计算

n320?00132?00Dn?013?00??????000?32000?13对于不能直接套用上述结果的“同型”行列式,可对其作适当转换,进而直接套用上述

结果,类似应用可参阅参考文献[2].

,取??1,??2,便有Dn?2n?1?1;

7 参数法求解行列式

参数法求解行列式,顾名思义就是在原行列式中添加参数后再求解行列式,这一思想主

要是居于行列式可以拆成两个行列式之和.它主要应用于一类添加参数后,再对参数赋值可使参数行列式成对角型,进而解出原行列式. 例 6 计算n阶乘行列式

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x1bDn??bba?bb???aa?baa?,(a?b). axnx2??xn?1析 此行列式无论是主对角的斜上方还是斜下方,其元素均完全一样,若能将它们化成

0,则可容易地得到Dn的值,采用参数法求解可达到这一目的.

解 将Dn中的每个元素都加上参数t,由此所得之行列式记为Dn(t),即

x1?tb?tDn(t)??b?tb?ta?t?b?tb?t???a?ta?t?b?ta?ta?t?a?txn?t?Dn?rt,其中r与t无关.

x2?t??xn?1?t如此,显然:Dn(?a)?Dn?ar,Dn(?b)?Dn?br ………….(1) 若令f(t)?(x1?t)(x2?t)?(xn?t).

则由参数行列式知:Dn(?a)?f(a),Dn(?b)?f(b) …………. (2) 故由(1)(2)消去r,便有Dn?af(b)?bf(a),(a?b).

a?b8 特殊拉普拉斯(Laplace)展开式

在行列式的乘法规则里,拉普拉斯定理是一个极其重要的定理,它有时能使行列式计算

变得极其简单,而两种特殊的拉普拉斯展开式在某些行列式计算中就更极为有效.

这两种特殊的展式是:设A是m阶矩阵,B是n阶矩阵,且A,B的行列式均是易求的,则 ⅰ

A*0B0BA*?A0*B*BA0?AB;

??(?1)mnAB.

*表示行列式中对应位置上的元素可任意取值,0表示对应位置上的元素取值均为0. 若行列式不是上述类型,可适当变形后再计算.

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000例7 计算D1?11789226,D2?78000?3423045006000解 D1?1a10b200c10d2b10a200d10c2.

1789000?34236?(?1)2?37804500612123?045?240; 006?34a1对于D2?0c10d200c10b10a2000d1c2?0d10c2,先互换第2,3行,再对调第2,3列,即可用上述特殊的拉

0b20普拉斯展式计算,即

a1D2?b200b1a200a1b2?a2d2b1c1d1c2?(a1a2?b1b2)(c1c2?d1d2).

9 结束语

由上述讨论可知,尽管n阶行列式计算一般较难,求解方法众多,也并不是毫无规律可

循,只要抓住了行列式本身的特征(结构),掌握了特殊类型行列式典型而又较为通用的计算办法,有效地实现行列式计算的第一步转化,即可结合行列式性质轻松地完成行列式计算.

参考文献

[1]王萼芳,石生明. 高等代数(第三版). —北京:高等教育出版社,2003.9 [2]杨子胥编著. 高等代数精选题解. —北京:高等教育出版社,2008.6

[3]严守全编著. 线性代数教程(工科数学基础).—北京:清华大学出版社,2007.8

[4]李正元,李永乐,袁荫棠主编. 数学复习全书数学一. —北京:国家行政学院出版社,2009.9

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