1
例文一:行列式的计算方法
介绍7种常用方法
1三角化方法:通过行列初等变换将行列式
化为三角型行列式.
例1计算n+1阶行列式
xaaa
aaxa
aaax
Dn
n
n
321
21
21
1
2把某一行(列)尽可能化为零
例2计算:
y
y
x
x
D
2222
2222
2222
2222
4
3递归法(数学归纳法):设法找出D
n
和低
级行列式间的关系,然后进行递归.
2
例4证明:
11
1000
0010
001
000
nn
n
D
例5证明范德蒙行列式(n2)
nji
ji
n
n
nnn
n
n
n
xx
xxxx
xxxx
xxxx
V
1
11
3
1
2
1
1
22
3
2
2
2
1
321
)(
1111
4加边法:对行列式D
n
添上一适当行和列,
构成行列式D
n+1
,且D
n+1
=D
n
例6证明:
)
1
1(
11111
11111
11111
11111
1
21
3
2
1
n
i
i
n
n
na
aaa
a
a
a
a
D
3
5拆分法:将行列式表为行列式的和的方法.
即如果行列式的某行(或列)元素均为两项
和,则可拆分为两个行列式之和
例7设abcd=1,求证:
0
1
11
1
11
1
11
1
11
2
2
2
2
2
2
2
2
d
d
d
d
c
c
c
c
b
b
b
b
a
a
a
a
6利用行列式的乘积:为求一个行列式D的
值,有时可再乘上一个适当的行列式;或
把D拆分为两个行列式的积.
例8(1)
1)cos()cos()cos(
)cos(1)cos()cos(
)cos()cos(1)cos(
)cos()cos()cos(1
121
33231
23221
13121
nnn
n
n
n
D
4
(2)设S
k
=
1
k+
2
k++
n
k(k=1,2…),求证:
nji
ji
nnnn
n
n
n
ssss
ssss
ssss
sssn
1
2
2211
1432
321
121
)(
7利用拉普拉斯定理求行列式的值.
拉普拉斯定理是行列式按某一行(或列)展
开定理的推广.
定义(1)在n阶行列式D中,任取k行k列
(1kn),位于这k行k列交叉处的k2个元素
按原来的相对位置组成的k阶行列式S,称
为D的一个k阶子式.如:
D=
3751
4852
1074
4621
则D的一个2阶子式为:S=
82
61
5
在一个n阶行列式中,任取k行,由此产生
的k阶子式有Ck
n
个.
(2)设S为D的一个k阶子式,划去S所在
的k行k列,余下的元素按原来的相对位置
组成的n-k阶行列式M称为S的余子式.又
设S的各行位于D中的第i
1
,i
2
…i
k
行,S的
各列位于D中的第j
1
,j
2
…j
k
列,称
A=(-1)(i1+i2+…+ik)+(j1+j2+…+jk)M.
如:
3751
4852
1074
4621
则D的一个2阶子式为:S=
82
61
M=
35
17
为S的2阶子式
M=(-1)(1+3)+(1+3)
35
17
为S的代数余子式.
6
拉普拉斯定理:若在行列式D中任取k行
(1kn-1),则由这k行所对应的所有k阶子
式与它们的代数余子式的乘积等于D.
例9计算
21000
12100
01210
00121
00012
D
例10块三角行列式的计算
设:
nn
mm
C
B
A
*
0
或
nn
mm
C
B
A
0
*
则:detA=(detB)(detC).特别地:若
A=diag(A
1
,A
2
,…,A
t
),则
DetA=(detA
1
)(detA
2
)…(detA
t
).
例11设分块矩阵
DC
B
A
0
,其中0为零阵,
B和D可逆,求A-1.
7
例12计算
n
n
b
b
b
aaa
D
100
010
001
0
2
1
21
例13设:
C
B
A
,BCT=0.
证明:AAT=BBTCCT.
例文2:行列式的多种计算方法
行列式是线性代数的一个重要组成部分,行列式的计算方法多种多样,常见的几种行列式
的方法有:定义法、三角化法、降阶法、升阶法、递推法、归纳法、利用范德蒙德
行列式法、变换元素法、拆项法、分解乘积法等,可根据行列式选择相应的计算方
法,从而减轻计算量.
1定义法:n阶行列式等于所有取自不同列的n个元素的乘积的代数和.
8
例1:
nn
n
n
n
D
000
1000
0200
0010
解:在n!项中只有一项1n),n3,2(,
11342312
aaaaaa
nnnn
且不为零
!n)1(n1n21)1()1(D1n1n
112312
1n
n
nnnn
aaaa
2三角化法:通过变换将行列式变换成三角行列式,再利用形式求出行列式的值.
2.1特殊行列式
n21
nn
n
2
1
nn
n
2
1
nn
n
2
1
0*
00
00
00
00
*0
00
00
00
)1(
下三角行列式上三角行列式对角行列式
n21
2
)1(
nn
n
2
1
nn
n
2
1
nn
nn
2
1
)1(
00
00
00
00
00
00
0
00
00
)2(
nn
次下三角行列式次上三角行列式次对角行列式
2.2箭形行列式
例2
nn
n
n
D
001
0301
0021
1111
解:)
1
1(!
000
0300
0020
111
1
1
2
2
1
,3,2
1
n
j
nn
n
j
C
j
C
nj
nj
n
n
j
D
j
2.3可化为箭形的行列式
9
n
1i
ii
n
1k
22
2
n
1k
ii
CC
n,2j
n
33
3
22
2
11
1
n
1i
ii
n11
3311
2211
321
r-r
n2,i
n
321
321
321
321
)x()1(
100
010
1
)(x
1001-
0101-
0011-
)(x
x00x
0x0x
00xx
x
D:
,,2,1,
3
j1
1i
a
ax
a
ax
a
ax
a
ax
a
a
ax
a
ax
a
ax
a
ax
x
a
aa
aa
aa
aaa
niax
xaaa
axaa
aaxa
aaax
D
kk
k
kk
n
kk
k
nn
n
n
ii
nn
n
n
n
n
n
解
例
3降阶法降阶法是利用行列式按其行(列)展开的性质,将高阶行列
式转化为低阶行列式进行计算
)!1()1(
2
1
)1(
00
000
000
000
)1(
000
00
000
00
000
000
000
000
4
11
1
nba
ba
b
b
b
b
a
ba
a
ba
a
ab
ba
ba
ba
D
nnnn
n
按第一列
展开
例
4升阶法将原行列式增加一行一列,而保持原行列式值不变或与原行
列式有某种巧妙的关系,且便于后面的计算
10
0
)()1(
000
000
000
1
cccc
001
001
001
1
rrrr,rr
0
0
0
1
5
1
n
n
ax
1
12
ax
1
1
nn
1n1312
n
n
nn
ax
a
n
n
Dax
ax
ax
na
ax
ax
ax
aaa
ax
ax
ax
aaa
xaa
axa
aax
aaa
Dax
xaaa
axaa
aaxa
aaax
D
时当
时当
例
5递推法:利用行列式的性质,找出所求行列式与其相应的n-1,n,2
阶行列式之间的递推关系,再根据次递推关系式求出所给行列式的值
:,
)()(:,
)()(
000
00
00
00
)(
0
0
0
0
00
00
0
6
1
1
1
1
1
得由此递推下去
得递推公式由此
例
n
nn
n
n
nn
n
nn
nnnnnn
n
axaDaxD
axaDax
a
aax
aax
aax
Dax
aaaa
axaa
aaxa
aaax
axaaa
xaa
axa
aax
aaxaa
axa
aax
aaax
xaaa
axaa
aaxa
aaax
D
11
])1([)(
)()1()(
)(])())[((
1
1
1
1
12
2
anxax
axanDax
axaaxaDaxaxD
n
nn
nn
nn
6数学归纳法:先利用不完全归纳法寻找行列式之间的规律,得出一般
性结论,再用数学归纳法证明其正确性,从而得出所给行列式的值
)
1
(1n
.)1)(
1
1(
)
1
1(
11
11
)
1
1(1
0
1111
1111
1111
7
1
1
1211
1
21
2
1
21
2
1
2
1
111
21
2
1
n
i
i
nn
n
i
i
nn
i
i
n
n
n
a
aaaaD
n
a
aaaD
a
aa
a
a
D
a
aaD
aaa
a
a
a
D
的情形猜测正确,即设对
假确的下面证明这一猜测是正于是可猜测
解
其中
例
1121
1
2
1
2
1
2
1
1111
000
000
000
1111
1111
1111
1111
1111
nnn
nn
n
n
Daaaa
Da
a
a
a
a
a
a
a
D
于是又归纳假设得:
)
1
1()
1
1(
1
21
1
1
121121
n
i
i
n
n
i
i
nnnna
aaa
a
aaaaaaaD
故对一切自然数n猜得正确,即
1),
1
1(
1
21
n
a
aaaD
n
i
i
nn
12
7利用范德蒙行列式的结果计算:是将原行列式利用性质化成范德蒙行
列式,再利用范德蒙行列式的结果计算出原行列式
例8
n
n
nnn
n
n
nnn
n
n
xxxx
xxxx
xxxx
D
321
22
3
2
2
2
1
321
1111
n阶范德蒙行列式为
nji
ij
n
n
nnn
n
n
aa
aaaa
aaaa
aaaa
1
11
3
1
2
1
1
22
3
2
2
2
1
321
)(
1111
解构造n+1阶范德蒙行列式
)(xf
1,11,
1
1,2
2
1,21,1
)1()1(
1
2
321
1
2
1
3
2
3
1
2
2
2
1
1
2
1
321
1
1111
nn
n
nn
n
nn
n
nn
nn
n
n
n
n
n
nnn
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
AxAxAxxAA
x
x
x
x
xxxx
x
x
x
x
x
x
x
x
xxxx
nij
jin
xxxxxxxx
1
21
)()())((
1,1,
nnnnn
AMD由f(x)的表达式知,1nx
的系数为
nij
jinn
nij
jinnn
xxxxxD
xxxxxA
1
21
1
211,
)()(
)()(
8拆项法:当行列式中的元素有两数相加时将原行列式拆成n个简单的
行列式加以计算
例9设
nnn
n
aa
aa
D
1
111
13
nnnnn
nn
nn
n
xaxaxa
xaxaxa
xaxaxa
D
2211
2222121
1212111
解
nnnnn
nn
nn
n
xaxaa
xaxaa
xaxaa
D
221
222221
121211
nnnn
nn
nn
xaxax
xaxax
xaxax
221
22221
12121
n
i
i
nnnnn
nn
nn
Ax
xaxaa
xaxaa
xaxaa
1
11
221
222221
121211
n
i
ij
n
j
j
n
i
i
n
i
inn
AxDAxAxD
111
11
1
9变换元素法:变换所给行列式中元素的形式,再利用已知行列式的结
果,最终得到所求行列式的结果
例10
211
121
112
aa
aa
aa
D
n
解令ax1,由(拆项法例题结果)知
n
i
n
j
ij
n
Aa
a
a
a
aaaa
aaaa
aaaa
D
11
)1(
100
010
001
111010
101110
101011
因为
)]1()1[()1(
0
)1(
1
1
nanaD
ji
ji
a
An
n
n
ij
10分解乘积法:根据所给行列式的特点利用行列式的乘法公式,把所
给行列式分解成两个易求解的行列式之积,通过对这两个行列式的计
算,从而得到所给行列式之值
例11
14
nn
nnnn
n
n
n
bababa
bababa
bababa
D
21
22212
12111
解
2
1
3
))((
0
0000
0000
1111
001
001
001
001
1221
11
321
3
2
1
n
n
n
bbaa
ba
bbbb
a
a
a
a
D
n
n
n
例题
15
16
17
18
19
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