第二节行列式的基本性质与计算课件.ppt

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1、第二节行列式的基本性质与计算第1页，此课件共51页哦定义定义3 设设 一、一、行列式的基本性质行列式的基本性质 性质性质1.1.行列式与它的转置行列式相等行列式与它的转置行列式相等,即即 第2页，此课件共51页哦因为因为性质性质2 2.互换两行互换两行(列列),),行列式改变符号行列式改变符号.注注：由性质由性质1可知可知,行列式中行与列具有同等地位行列式中行与列具有同等地位,行列行列式的性质凡是对行成立的式的性质凡是对行成立的,对列也成立对列也成立,反之亦然反之亦然.所以所以第3页，此课件共51页哦注注:换行换行:换列换列:即即例如例如:第4页，此课件共51页哦又如又如:推论推论1.1.若行

2、列式若行列式 中某一行中某一行(列列)的所有元素均的所有元素均为零为零,则则 证明证明:当第一行元素全为当第一行元素全为0 0时时,即即由行列式定义知由行列式定义知 D=0;第5页，此课件共51页哦若第若第 i 行行(i1)的元素全为的元素全为0,即即(第第 i 行行)=0.证毕证毕.第6页，此课件共51页哦推论推论2.若行列式若行列式D 中有两行中有两行(列列)完全相同完全相同,则则D=0.=0.证明证明:将相同的两行互换将相同的两行互换,有有 性质性质3.若行列式中某行若行列式中某行(列列)的所有元素是两个数的和的所有元素是两个数的和,则则D可表示成两个新行列式之和可表示成两个新行列式之和

3、.即即 第7页，此课件共51页哦第8页，此课件共51页哦证明证明:当当i=1时，由行列式的定义知时，由行列式的定义知第9页，此课件共51页哦当当i1时，把第时，把第i行与第一行互换，再按上面的方法把行行与第一行互换，再按上面的方法把行列式拆成两个行列式之和，然后再把这两个行列式的第列式拆成两个行列式之和，然后再把这两个行列式的第i行与第一行互换即可行与第一行互换即可第10页，此课件共51页哦性质性质4.行列式中某一行行列式中某一行(列列)所有元素的公因子可以提所有元素的公因子可以提到行列式符号的外面到行列式符号的外面.即即证证:当当i=1时，由行列式的定义知时，由行列式的定义知第11页，此课件

4、共51页哦当当i1时，把第时，把第i行与第一行互换，根据上面的结论，可把第行与第一行互换，根据上面的结论，可把第一行的公因子提到行列式外，然后再互换第一行和第一行的公因子提到行列式外，然后再互换第一行和第i行，即行，即得该命题得该命题第12页，此课件共51页哦(第第 j 行行)推论推论20.(第第 i 行行)也就是也就是 推论推论3.若行列式若行列式 D 中有某两行中有某两行(列列)对应元素成比例对应元素成比例,则则 D=0.第13页，此课件共51页哦 性质性质5把行列式中某一行把行列式中某一行(列列)的各元素乘以常数的各元素乘以常数k 后加后加到另一行到另一行(列列)对应的元素上去对应的元素

5、上去,行列式保持不变行列式保持不变,即即第14页，此课件共51页哦又又注意注意:注注:利用上述性质和推论可以简化行列式的运算利用上述性质和推论可以简化行列式的运算,即即可把行列式化成上三角可把行列式化成上三角(或下三角或下三角)行列式来计算行列式来计算.第15页，此课件共51页哦例例1.计算计算解解:D第16页，此课件共51页哦第17页，此课件共51页哦例例2.计算计算解解:从第四行开始从第四行开始,后行减去前行后行减去前行,得得第18页，此课件共51页哦第19页，此课件共51页哦例例3.计算计算n 阶行列式阶行列式 解解:此行列式的特点是各行此行列式的特点是各行 n 个数之和均为个数之和均为

6、a+(n-1)b,故把第二列至第故把第二列至第 n 列都加到第一列上去列都加到第一列上去:第20页，此课件共51页哦第21页，此课件共51页哦解法二解法二(镶边法镶边法)当当a,b相等时，行列式为相等时，行列式为0,当当a,b不等时不等时第22页，此课件共51页哦第23页，此课件共51页哦例：计算例：计算解：解：第24页，此课件共51页哦第25页，此课件共51页哦第26页，此课件共51页哦 引理引理 一个一个n阶行列式，如果其中第阶行列式，如果其中第i行行(或第或第j列列)所所有元素除有元素除 外都为零，那末此行列式等于外都为零，那末此行列式等于 与它的代与它的代数余子式的乘积，即数余子式的乘

7、积，即 二、行列式按任一行二、行列式按任一行(列列)展开展开 根据行列式的定义和性质根据行列式的定义和性质1,我们知道行列式等于它的我们知道行列式等于它的第一行第一行(列列)的各元素与它们对应的代数余子式的乘积之和的各元素与它们对应的代数余子式的乘积之和.事实上可以证明更一般的结论事实上可以证明更一般的结论.为此先证明以下引为此先证明以下引理理.例如例如第27页，此课件共51页哦也就是也就是:若若则则第28页，此课件共51页哦(1).当当 位于第一行第一列的情形位于第一行第一列的情形,即即证明证明:先证先证由定义由定义,按第一行展开得按第一行展开得 (2).再证一般情形再证一般情形(第第 i

8、行除行除 外外,其它元素全为零其它元素全为零),此时此时第29页，此课件共51页哦得得第30页，此课件共51页哦其中其中得得第31页，此课件共51页哦第32页，此课件共51页哦于是于是证毕证毕.定理一定理一.行列式等于它的任一行行列式等于它的任一行(列列)的各元素与它们对的各元素与它们对应的代数余子式乘积之和，即应的代数余子式乘积之和，即行列式按行（列）展开法行列式按行（列）展开法或或 证明证明:把行列式把行列式 D 的第的第 i 行的每个元素按下面的方式拆行的每个元素按下面的方式拆成成 n 个数的和个数的和,再根据性质再根据性质3,可将可将 D 表示成表示成 n 个行列式之个行列式之和和:第

9、33页，此课件共51页哦引理引理第34页，此课件共51页哦证毕证毕.同理同理,若按列证明若按列证明,可得可得 推论推论.行列式任一行行列式任一行(列列)的元素与另一行的元素与另一行(列列)的对应的对应元素的代数余子式乘积之和等于零，即元素的代数余子式乘积之和等于零，即证明证明:不妨设不妨设 i j,考虑辅助行列式考虑辅助行列式第35页，此课件共51页哦第第 i 行行第第 j 行行其中第其中第i行与第行与第 j行对应元素相同行对应元素相同,又将又将 按第按第 j行展开行展开,有有于是得于是得第36页，此课件共51页哦上述证法按列进行上述证法按列进行,同理可得同理可得证毕证毕.小结小结:关于代数余

10、子式的性质有关于代数余子式的性质有:(1).(2).或简写成或简写成:第37页，此课件共51页哦例例1.利用定理一计算前面的例利用定理一计算前面的例1 1解解:D第38页，此课件共51页哦第39页，此课件共51页哦例例2 2.计算计算0000解解:按第一行展开按第一行展开,有有第40页，此课件共51页哦第41页，此课件共51页哦递推公式递推公式第42页，此课件共51页哦例例3.证明范德蒙证明范德蒙(Vandermonde)行列式行列式说明说明:第43页，此课件共51页哦下面我们来证明下面我们来证明范德蒙范德蒙(Vandermonde)行列式行列式.证明证明:用数学归纳法用数学归纳法.因为因为第44页，此课件共51页哦第45页，此课件共51页哦按归纳法假设按归纳法假设,有有故故第46页，此课件共51页哦常见的行列式计算法常见的行列式计算法1.用定义用定义2.化为三角行列式化为三角行列式3.每行每行(列列)元素之和为同一常数元素之和为同一常数4.奇数阶的反对称行列式为零奇数阶的反对称行列式为零(n为奇数）为奇数）第47页，此课件共51页哦所以所以第48页，此课件共51页哦型型第49页，此课件共51页哦第50页，此课件共51页哦镶边法镶边法归纳法归纳法递推法递推法利用范德蒙行列式利用范德蒙行列式第51页，此课件共51页哦