计算技巧及方法总结

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计算技巧及方法总结一、一般来说,对于二阶、三阶行列式,可以根据定义来做

1、二阶行列式

2、三阶行列式

=

例1计算三阶行列式

但是对于四阶或者以上的行列式,不建议采用定义,最常采用的是行列式的性质以及降价法来做。但在此之前需要记忆一些常见行列式形式。以便计算。

计算上三角形行列式

下三角形行列式

对角行列式

二、用行列式的性质计算

1、记住性质,这是计算行列式的前提

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,记为或,即若

.性质1

行列式与它的转置行列式相等,即

由性质1知道,行列式中的行与列具有相同的地位,行列式的行具有的性质,它的列也同样具有.性质2

交换行列式的两行(列),行列式变号.推论

若行列式中有两行(列)的对应元素相同,则此行列式为零.性质3

用数乘行列式的某一行(列),等于用数乘此行列式,即

第行(列)乘以,记为(或).推论1

行列式的某一行(列)中所有元素的公因子可以提到行列式符号的外面.推论2

行列式中若有两行(列)元素成比例,则此行列式为零.性质4

若行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,例如,.则

.性质5

将行列式的某一行(列)的所有元素都乘以数后加到另一行(列)对应位置的元素上,行列式不变.注:

以数乘第行加到第行上,记作;

以数乘第列加到第列上,记作.2、利用“三角化”计算行列式

计算行列式时,常用行列式的性质,把它化为三角形行列式来计算.例如化为上三角形行列式的步骤是:

如果第一列第一个元素为0,先将第一行与其它行交换使得第一列第一个元素不为0;

然后把第一行分别乘以适当的数加到其它各行,使得第一列除第一个元素外其余元素全为0;

再用同样的方法处理除去第一行和第一列后余下的低一阶行列式,如此继续下去,直至使它成为上三角形行列式,这时主对角线上元素的乘积就是所求行列式的值.例2若,则

例3(1)(第一、二行互换).(2)(第二、三列互换)

(3)(第一、二两行相等)

(4)(第二、三列相等)

例4(1)因为第三行是第一行的倍.(2)因为第一列与第二列成比例,即第二列是第一列的4倍.例5若,则

.例6

利用行列式性质,有

例7(1)

(2).例8

因为而.因此.注:

一般来说下式是不成立的.例9(1),上式表示第一行乘以-1后加第二行上去,其值不变.(2),上式表示第一列乘以1后加到第三列上去,其值不变.例10计算行列式.解

先将第一行的公因子3提出来:

再计算

例11

计算

例12计算

注意到行列式的各列4个数之和都是6.故把第2,3,4行同时加到第1行,可提出公因子6,再由各行减去第一行化为上三角形行列式.注:仿照上述方法可得到更一般的结果:

例13

计算

根据行列式的特点,可将第1列加至第2列,然后将第2列加至第3列,再将第3列加至第4列,目的是使中的零元素增多.例14

计算

从第4行开始,后一行减前一行:

三、行列式按行(列)展开(降阶法)

1、行列式按一行(列)展开

定义1

在阶行列式中,去掉元素所在的第行和第列后,余下的阶行列式,称为中元素的余子式,记为,再记

称为元素的代数余子式.引理(常用)

一个n阶行列式D,若其中第i行所有元素除外都为零,则该行列式等于与它的代数余子式的乘积,即

定理1

行列式等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即

推论

行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等于零,即

2、用降价法计算行列式(常用)

直接应用按行(列)展开法则计算行列式,运算量较大,尤其是高阶行列式.因此,计算行列式时,一般可先用行列式的性质将行列式中某一行(列)化为仅含有一个非零元素,再按此行(列)展开,化为低一阶的行列式,如此继续下去直到化为三阶或二阶行列式.3、拉普拉斯定理(一般少用)

定义2

在阶行列式中,任意选定行列,位于这些行和列交叉处的个元素,按原来顺序构成一个阶行列式,称为的一个阶子式,划去这行列,余下的元素按原来的顺序构成阶行列式,在其前面冠以符号,称为的代数余子式,其中为阶子式在中的行标,为在中的列标.注:行列式的阶子式与其代数余子式之间有类似行列式按行(列)展开的性质.定理2

(拉普拉斯定理)

在阶行列式中,任意取定行(列),由这行(列)组成的所有阶子式与它们的代数余子式的乘积之和等于行列式.例15求下列行列式的值:

(1)

(2)

(1)

(2)

例16计算行列式

例17计算行列式

例18求证

.证

例19设

D中元素的余子式和代数余子式依次记作和,求及.解

注意到等于用代替的第1行所得的行列式,即

又按定义知,例20

用拉普拉斯定理求行列式的值.解

按第一行和第二行展开

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