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《本章主要介紹n階行列式的定義、性質(zhì)及其計(jì)算方法,最后介》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、本章主要介紹n階行列式的定義、性質(zhì)及其計(jì)算方法,最后介紹用n階行列式求解n元線性方程組的Cramer法則。本章的重點(diǎn)內(nèi)容是行列式的計(jì)算,主要是利用行列式性質(zhì)和行列式展開法則?!?二階與三階行列式一、二元線性方程組與二階行列式:二元線性方程組:(1.1)分別消去變量x2、x1可得:(a11a22-a12a21)x1=b1a22-a12b2;(a11a22-a12a21)x2=a11b2-b1a21;當(dāng)a11a22-a12a21≠0時(shí),求得方程組(1.1)的解為:第一章行列式上述二階行列式的定義可用對(duì)角線
2、法則記憶。于是有:若記:則(1.1)的解為:,即:稱a11a22-a12a21為數(shù)表所確定的二階行列式,記為例1求解二元線性方程組:解由于因此二、三階行列式定義1.1設(shè)有9個(gè)數(shù)排成3行3列的數(shù)表(1.2)(1.3)(1.3)式稱為數(shù)表(1.2)所確定的三階行列式。記例2計(jì)算三階行列式例3求解方程解方程左端的三階行列式即2x2-12x+16=0,解得x=2或x=4。解D=12-6+12+36+12+2=68D=4x2+32+4x-16x-16-2x2=2x2-12x+16對(duì)三元線性方程組:若記:則當(dāng)系數(shù)
3、行列式D≠0時(shí),仍然有解:共有6種放法,這六個(gè)不同的三位數(shù)是:123,132,231,213,312,321由引例可知所有不同的3級(jí)排列共有6個(gè)。一般地,所有不同的n級(jí)排列共有n!個(gè)。引例用1、2、3三個(gè)數(shù)字,可以組成多少個(gè)沒有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)?解這個(gè)問題就是把三個(gè)數(shù)字分別放在百位、十位和個(gè)位上,共有幾種不同的放法?定義1.2由n個(gè)數(shù)1,2,3,…,n所組成的一個(gè)有序數(shù)組稱為一個(gè)n級(jí)排列?!?排列在一個(gè)排列中,當(dāng)某兩個(gè)數(shù)的先后次序與標(biāo)準(zhǔn)次序不同時(shí),即較大的數(shù)排在較小的數(shù)前面,就說這兩個(gè)數(shù)構(gòu)成一個(gè)逆序。
4、對(duì)n個(gè)自然數(shù),通常規(guī)定從小到大為標(biāo)準(zhǔn)次序,一個(gè)排列中所有逆序的總數(shù)叫做這個(gè)排列的逆序數(shù)。例如:排列123中沒有逆序,其逆序數(shù)為?(123)=0;排列132中有32一個(gè)逆序,其逆序數(shù)為?(132)=1;排列213中有21一個(gè)逆序,其逆序數(shù)為?(213)=1;排列231中有21、31二個(gè)逆序,則?(231)=2;排列312中有31、32二個(gè)逆序,則?(312)=2;排列321中有32、31、21三個(gè)逆序,則?(321)=3.用?(j1j2…jn)表示n級(jí)排列j1j2…jn的逆序數(shù)。逆序數(shù)為奇數(shù)的排列稱為奇
5、排列,逆序數(shù)為偶數(shù)的排列叫做偶排列。例如:123、231、312為偶排列,132、213、321為奇排列。一般地,對(duì)n個(gè)自然數(shù)的一個(gè)排列p1,p2,…,pn考慮數(shù)pi(i=1,2,…,n),如果比pi大的且排在pi前面的數(shù)有ti個(gè),就說數(shù)pi的逆序數(shù)是ti,全體數(shù)的逆序數(shù)的總和例4求排列24351的逆序數(shù)。解?(24351)=t1+t2+t3+t4+t5=0+0+1+0+4=5t=t1+t2+……+tn就是這個(gè)排列的逆序數(shù)。在排列中,對(duì)調(diào)任意兩個(gè)元素的位置的變換叫做對(duì)換。例如:13254→53214,
6、13254→14253都是對(duì)換。定理1.1對(duì)排列進(jìn)行一次對(duì)換,改變排列奇偶性。證先證相鄰對(duì)換的情形.設(shè)a1…akabb1…bm經(jīng)一次相鄰對(duì)換變?yōu)閍1…akbab1…bm。顯然,數(shù)a1,…ak,b1,…bm,的逆序數(shù)經(jīng)對(duì)換并未改變,而a,b兩數(shù)的逆序數(shù)改變?yōu)?當(dāng)a>b時(shí),對(duì)換后a的逆序不變,b的逆序減少1;當(dāng)a<b時(shí),對(duì)換后a的逆序增加1,b的逆序不變。所以對(duì)換后,改變排列的奇偶性。再證一般對(duì)換的情形.相當(dāng)于先對(duì)a進(jìn)行m次相鄰對(duì)換變成a1…alb1…bmabc1c2…cn,設(shè)排列a1…alab1…bmb
7、c1c2…cn經(jīng)一次對(duì)換變?yōu)閍1…albb1…bmac1c2…cn再對(duì)b進(jìn)行m+1次相鄰對(duì)換變?yōu)閍1…albb1…bmac1c2…cn。從而改變排列奇偶性。證畢。推論1對(duì)排列做奇數(shù)次對(duì)換改變排列的奇偶性,對(duì)排列做偶數(shù)次對(duì)換不改變排列的奇偶性。推論2在所有n(n>1)級(jí)排列中,奇、偶排列個(gè)數(shù)相同。推論3對(duì)任意n級(jí)排列j1j2…jn,都可以經(jīng)過最多n-1次對(duì)換變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)次序排列12…n,并且所做對(duì)換的次數(shù)與原排列有相同的奇偶性?!?n階行列式的定義三階行列式定義為而且,同樣的結(jié)論對(duì)二階行列式也成立,即也可寫
8、成定義1.3設(shè)有n2個(gè)數(shù),排成n行n列的數(shù)表作出表中位于不同行不同列的n個(gè)數(shù)的乘積的代數(shù)和稱為n階行列式,記作簡(jiǎn)記為det(aij)或
9、aij
10、n。數(shù)aij稱為行列式det(aij)的元素。n=1時(shí),一階行列式
11、a
12、=a,不要和絕對(duì)值符號(hào)相混淆。例5計(jì)算對(duì)角行列式解按定義有例6計(jì)算對(duì)角行列式解按定義有例7計(jì)算下列行列式(1)下三角行列式(2)上三角行列式作業(yè)習(xí)題A第22頁(yè)1、2、3、4、5、6、7練習(xí)題習(xí)題B第25頁(yè)1、2、3§4行列式的性質(zhì)下面討論行列