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线性代数行列式计算方法总结,行列式知识点总结

时间:2023-05-04 12:53:44 阅读:42131 作者:1835

备注:本文总结了线性代数——行列式的复习,以备不时之需

总结《工程数学线性代数第六版》

另外,如果有什么问题,欢迎留言

二次行列式的计算是……直接方法:

1、主(副)/)对角线清晰,粗暴直接计算,公式如下:

2、行列式性质上,(下)三角行列式

)利用行列式的性质,将求解的行列式定为上(下)三角行列式;

)再利用上(下)三角行列式的性质,计算其主对角线元素的乘积即可。

3、行列式的性质行列式按行(列)展开

)利用行列式的性质,尽可能将某行或列的元素转换为0

)然后按行或列展开矩阵公式。

请注意,除了第一个,上述方法可以扩展到更高阶的行列式

为什么用行列式计算线性方程的解能用行列式计算? 求解方程本身就是未知数系数的作用,毕竟是系数的运算,行列式的引入只是为了简化计算

逆序计数先看一个例子,弄清楚怎么计算

求:计算数字数组90421的倒数

解:想法:

)1)在现在的数之前寻找比那个大的数,有几个的话那个数的逆序的数是几个

)2)从左到右分别计数

)3)加上)中的合计,即为该排列的逆序数

开始计算:

9是第一个,逆序的数量是0

大于0的是9,逆序的数是1

4以前比它大的是: 9,逆序的数量是: 1

2以前大到9、4,但逆序的数量是2

1以前比那个大的是9、4、2,逆序的数是3

因此,数组的逆序数为0 1 1 2 3=7

为什么要提到逆序的数? 有什么用?

请注意以下三阶行列式的展开式。

可以认为展开式由正负六个小部分组成吗? 我们暂且不论小部分的正负,其实可以缩短为以下形式。

其中各小部分中的下标x、y、z不重复取1、2、3之一,构成一个数组: xyz。 6个小部分的排列:依次写123、231、312、132、213、321,计算各自的倒数为0、2、2、1、1、1

接下来,我们回到小部分前面的符号的讨论。 首先罗列6个小部分的符号。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

如果知道了这一点,就应该知道逆序数的作用,它可以表示行列式展开式的各个部分的正负。 数学追求简洁,三阶行列式的展开式可以缩短如下。

同样,上面的讨论可以更高阶地传播。 这里停止讨论,弄清楚原理就行了

上(下)三角矩阵、对角矩阵首先看它们是如何定义的

主对角线以下(上)的要素都为0的行列式称为上)下)三角矩阵

注意:定义中上、下的对应关系,即0应该位于主对角线的哪一侧

主对角线以下和以上要素都为0的行列式称为对角矩阵

看看它们有什么重要的性质。 (知道原理后记住就行了)。

行列式的性质注:只写结论。 详细推导请参照教科书。 (导出使用上述逆序数。 )

行列式与该转置行列式相等的对换行列式的两行(列),行列式变号推理;行列式中有完全相同的两行(列)的情况下,该行列式=有0行列式的行(列) )的所有要素乘以相同的数k。 有行列式的行)列)的所有要素的公因子在行列式符号外侧有两行)列)的要素的情况下成比例,在该行列式=0行列式的行(列)的要素都是二数之和的情况下, 行列式可以分割为两个行列式之和,将有行列式的行)列)的各要素乘以相同个数并加到零一行)列)对应的要素上,行列式可以直接用于最初求出行列式的方法2行列式的性质8 )下)三角行列式用于行列式的计算

任何n次矩阵都总是利用性质8变换为上(下)三角矩阵,所以只要利用上(下)三角矩阵的性质就可以得到行列式的值

转换时的一种技巧:尽量将转换开始时左上角的元素设置为1。 请看以下示例。

矩阵公式按行或按列展开为什么要掌握它? 高阶行列式的计算很复杂,但低阶行列式的计算很简便。 高阶可以用低阶表示吗?

要实现此方法,请按行展开,然后按列展开

引入概念1——hxdjm表达式

如何计算行列式元素aij的hxdjm表达式:

将除了有该要素的第I行第j列以外的剩下的n-1次行列式标记为该要素的hxdjm式,标记为Mij

引入概念2——代数hxdjm公式

hxdjm式加上正负,即为代数hxdjm式Aij,如下所示。

介绍引理

在n阶矩阵中,其中第I行的所有元素除了aij以外

为 0,那么这行列式等于 aij 与它的代数hxdjm式的乘积,记作:

正式定理

  行列式等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数hxdjm式乘积之和,记作:

回到最开始求行列式的方法3

讨论行列式按行或按列展开时提到用它的原因:便是将高阶的求解变为低阶,从而简化计算,使用 行列式性质+ 按行或列展开便符合这种思路

寻找行或列中 0 比较多的那一行或列(如果没有,请进行下一步)利用行列式性质 8,尽可能将选中的那一行变为0(肯定不会变得全为0,可根据性质得出)利用按行或按列展开中的引理便可进行计算

一个简单的例子


按行(列)展开带来的3个内容

1、atgdhlb德行列式

2、从定理引出的一个推论

  行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数hxdjm式乘积之和 = 0 .如下所示:

3、代数hxdjm式的重要性质——综合自定理和推论

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