一二阶与三阶行列式.PPT

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1、一.二阶与三阶行列式,1.二阶行列式,二元线性方程组:,由消元法,得,得,同理,得,2、n 阶矩阵的行列式,为便于记忆,引进记号,注:,(1)二阶行列式 算出来是一个数。,(2)记忆方法:对角线法则,主对角线上两元素之积 副对角线上两元素之积,因此,上述二元线性方程组的解可表示为,2.三阶行列式,类似地,为讨论三元线性方程组,引进记号,称之为三阶行列式,注:,(1)三阶行列式 算出来也是一个数。,(2)记忆方法:对角线法则,例:,n 阶行列式怎样计算呢?,3.n 阶行列式,仍记为,即,对于三阶行列式,容易验证:,可见一个三阶行列式可以用三个二阶行列式来定义。,问题:一个n 阶行列式是否可以用若

2、干个 n1 阶行列式来 定义呢?,例如:,注:行列式的每个元素都分别对应着一个余子式和一个代数余子式。,例2:设三阶矩阵,计算各元素的余子式和代数余子式。,解:,元素 的余子式,代数余子式,元素 的余子式,代数余子式,例如,行列式,按第一行展开,得,也称为将 n 阶行列式按第一行展开。,例3:计算四阶行列式,解:,让我们先看一个例子,例4:计算下面三阶行列式分别按照第一行、第二行、第三行展开,并比较结果。,解:,按照第一行展开,在行列式的定义中,我们是按照第一行元素进行展开的,是否可以按照第二行或其它任何一行进行展开呢?说的更确切一点,对任意的,是否仍有,按照第二行展开,按照第三行展开,通过该

3、例,我们发现,行列式按照任何一行展开其值都是一样的。这并不是偶然的巧合,而是所有情况均如此,有下面的定理。,定理:n 阶行列式的值等于第 i 行的元素与其对应的代数余子式乘积之和,即,正因为如此,我们计算行列式时,原则上可以按照任何一行进行展开,但直接应用行列式展开公式并不一定简化计算,因为把一个n阶行列式换成 n 个(n1)阶行列式的计算并不减少计算量,只是在行列式中某一行含有较多的零时,应用展开定理才有意义。但展开定理在理论上是重要的。,如,可按第二行展开,上一节,我们引进了行列式的定义,也试着根据定义计算了几个行列式。从中可以看出,按照某一行展开计算行列式是比较麻烦的,特别是当行列式的阶

4、数增大时,计算量迅速增加,如果要读者根据定义来计算一个10阶行列式,恐怕没有一个读者有耐心把它算完,而要计算一个20阶的行列式,既使用高速计算机也要计算很长时间。因此,有必要来研究行列式的性质,使得实际计算成为可能。不仅如此,行列式的基本性质也为求解线性方程组提供了工具。在本节里我们将不加证明地介绍几个行列式的性质。,4、行列式的性质,性质1:行列式与它的转置行列式相等。,称为D的转置行列式,推论:行列式按行展开与按列展开是一样的,即,性质2:用数 k 乘行列式的某一行(列)中所有元素,等于用数 k 乘此行列式。,记法,第 i 行乘以 k:,第 j 列乘以k:,行列式中某一行(列)的公因子可以

5、提到行列式符号外面,若行列式有一行(列)的元素全为零,则行列式等于0。,性质3:互换行列式的两行(列),行列式的值变号。,s行,t行,记法,行列式的第 s 行:,行列式的第 s 列:,交换 s、t 两行:,交换 s、t 两列:,推论1:,如果行列式有两行(列)相同,则行列式为 0。,推论2:,若行列式有两行(列)的对应元素成比例,则行列式等于0。,如,性质4:,即,如果某一行是两组数的和,则此行列式就等于两个行列式的和,而这两个行列式除这一行以外全与原来行列式的对应的行一样。,性质5:行列式的某一行(列)的所有元素乘以同一数 k 后再加到另一行(列)对应的元素上去,行列式的值不变。,即,记法,数 k 乘第 t 行加到第 s 行上:,5、行列式的计算,根据行列式的性质,可以简化行列式的计算,下面举几个例子加以说明。,上三角行列式,上三角行列式的值等于主对角线上元素的乘积,因此,我们设法将行列式变成上三角行列式,就可计算出行列式的值。,利用行列式性质计算:,目标,化为三角形行列式,解:,例2:计算,解:,解:,该行列式的特点是每一行(列)元素之和都相等!,将2、3、4列元素都加到第一列上去,得到:,计算下列行列式的值,练习题,

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