第1章 行列式(小结)

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由此递推得:

Dn?an?xDn?1?an?x?an?1?xDn?2??an?xan?1?x2Dn?2 ???an?an?1x?an?2x2???xn?1D1 ?an?an?1x?an?2x2???a2xn?2?a1xn?1。

x0例3:计算行列式Dn??0an?1x?0an?10?1?0?000?。 ?1a1?x?0???xan?2?a2解:用数学归纳法,当n?2时,

D2?xa2?1x?a1?x2?a1x?a2,

从规律上猜想并假设n?k时,有

Dk?xk?a1xk?1?a2xk?2???ak?1x?ak,

则当n?k?1时,把Dn?1按第一列展开,有

Dk?1?xDk?ak?1?xxk?a1xk?1?a2xk?2???ak?1x?ak?ak?1

?xk?1?a1xk???akx?ak?1。

题型5 利用展开定理求代数余子式 解题思路

??a11a21设D??an1a12a22??a1n?a2n,则有

??an2?annD?ai1Ai1?ai2Ai2???ainAin (i?1,2,?,n)

或 D?a1jA1j?a2jA2j???anjAnj (j?1,2,?,n)

其中Aij为aij的代数余子式。反之,若要求某行(列)对应元素代数余子式的线性组合,可利用展开定理将其转化为一个n阶行列式来计算,即

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a11?ai?1,1k1Ai1?k2Ai2???knAin?k1ai?1,1?an1a1例1:设4阶行列式D?a12?k2?an2?????a1n?kn。 ?annai?1,2?ai?1,nai?1,2?ai?1,na2b2c2d2a3b3c3d3ffff,

b1c1d1求第一列各元素的代数余子式之和A11?A21?A31?A41。

解:⑴ 当f?0时,根据代数余子式的定义,显然Ai1?0(i?1,2,3,4),

所以A11?A21?A31?A41?0。 ⑵ 当f?0时,由行列式的展开定理可得:

fA11?fA21?fA31?fA41?0?f?A11?A21?A31?A41??0

?A11?A21?A31?A41?0。

42例2:已知行列式D?234322153116?40,试求A31?A32与A33?A34。 34解:由行列式展开定理,有:??2?A31?A32??3?A33?A34??40,

?4?A31?A32???A33?A34??0解方程组,得:??A31?A32??4。

?A33?A34?16304222例3:设行列式D?0?7053?202,求第4行的余子式之和M41?M42?M43?M44。 02解:直接求出每个余子式的值再求和的计算过程较复杂,将所求变为代数余子式的代数和,利用代数余子式的性质改变aij后Aij的值不变,构造一个新的行列式D?,使D与D?的A4j(j?1,2,3,

4)一样,使所求为新行列式D?按第4行的展开式。

由于 M41?M42?M43?M44??A41?A42?A43?A44,

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构造行列式

304222D??0?70?11?100312040?00?701?11?133134?(?1)(?1)4?1404??28, 0?7001将D?按第4行展开,有:D???A41?A42?A43?A44??28, 所以M41?M42?M43?M44??28。

2143?42例4:设行列式D?12?350611,求4A12?2A22?3A32?6A42。 22解一:因4,2,?3,6恰好为D中第三列元素,而A12,A22,A32,A42为D中第二列元素的代数余子式,故4A12?2A22?3A32?6A42表示D中第三列元素与第二列的对应元素的代数余子式乘积的和,由行列式按列展开定理,有:

4A12?2A22?3A32?6A42?0。

解二:因Ai2(i?1,2,3,4)为D中元素ai2(i?1,2,3,4)的代数余子式,故将D中第二列元素依次换为4,2,?3,6,即得:

2443224A12?2A22?3A32?6A42?1?3?3566

题型6 利用范德蒙行列式计算行列式 解题思路

11?0。 22若一行列式可转化为具有如下特征的行列式:其各行(列)都以第一行(列)的升幂从上到下(从左到右)由0到n?1排列,则可利用范德蒙行列式的结论来计算所给行列式(见例1)。

利用范德蒙行列式的结论来计算或证明所给问题,其难点在于要根据所给行列式的特点,充分利用行列式的性质和按行(列)展开定理将其转化为范德蒙行列式的形式(见例2),有时候需要通过构造辅助行列式来达到这一目的(见例3)。

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例1:计算n?1阶行列式

a1nna2?nan?1a1n?1b1n?1a2b2??a1b1n?1n?1a2b2b1nnb2???n?1n?1nanb?abb?1n?1n?1n?1n?1,其中ai?0(i?1,2,?,n?1)

解:每行元素ai的幂次由n次递减为0次,bi为升幂由0次升至n次幂,引入新变量bi/ai化为范德蒙行列式。

每行提出ain(i?1,2,?,n?1),有

1b1/a11b2/a2nnD?a1na2?an?1??1bn?1/an?1nn?a1na2?an?1?b1/a1?2?b2/a2?2??bn?1/an?1?2?????b1/a1?n?b2/a2?n??bn?1/an?1?n

?bibj???????ajbi?aibj?。 ??aj?1?j?i?n?1?ai?1?j?i?n?1例2:设a?b?c?0,试用范德蒙行列式证明:

aa2D?bb2cc2bcac?0。 ab证:先利用行列式性质将第3列进行变换,再用范德蒙行列式证明,将D的第1列乘以a?b?c加到第3列,得:

aa2D?bb2cc2c3?c22b?ab?bc?ca????????bb2c2?ab?bc?cacc2a2?ab?bc?caaa2ab?bc?caab?bc?ca

ab?bc?caaa21c?c1aa23222????ab?bc?ca?bb1????????ab?bc?ca1bb c2?c1cc211cc2??ab?bc?ca??b?a??c?a??c?b?。

1例3:证明:x1212x23x2x132x3??x1x2?x2x3?x3x1???xi?xj?。

3?i?j?13x31分析:本题可根据所给行列式的特点,通过构造辅助行列式来达到这一目的。 证:该行列式与范德蒙行列式很接近,仅缺少一次项,可通过构造辅助行列式来证明。

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