行列式的几种计算方法
2021-09-10杨姜维
杨姜维
摘要:行列式是线性代数课程中的重要组成部分,应用广泛,本文根据每种行列式的特点,总结相应的简便计算方法,并对一些典型的例题加以分析,以期为行列式初学者提供参考。
关键词:行列式;行列式性质;计算方法
作为公共课程线性代数中极其重要的一个内容,行列式在其他很多数学知识的学习中也起着重要的奠基作用,而行列式的计算具有较大的技巧性和灵活性,要使计算过程简单明了,避免过多不必要的解题步骤,应选择适当的方法。文章利用行列式定义、展开、化三角形、加边、递推等方法,给出了不同类型行列式的计算方法和技巧,为学生进行行列式的学习奠定了理论基础。
在行列式的计算过程当中,通常要利用行列式的性质进行化简,行列式有如下性质:
性质 1:行列式与其转置行列式相等。
性质 2:互换行列式的两行(列),行列式变号。
性质 3:行列式的某一行(列)中所有的元素都乘同一数k,等于用数k乘此行列式。性质 4:行列式如果有两行(列)元素成比例,则此行列式等于零。
性质 5:如果行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,则此行列式等于两个行列式的和。
性质 6:把行列式的某一行(列)的各元素乘以数k,再加到另一行(列)对应的元素上去,行列式的值不变。
一、定义法
用行列式的定义计算行列式,特别是行列式元素里面存在很多0的情况下,用定义法比较合适。
例1
二、按某一行(列)展开法
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
按第i行展开式:
按第j列展开式:
当行列式的某一行或某一列有很多元素0,利用行列式的展开公式,给行列式降阶,简化运算。
例2 计算n阶行列式
解:将此行列式按照第一列展开
三、化三角形法
化三角形法是计算行列式常用的一种方法,上三角形行列式的主对角线左侧元素全为零,下三角形行列式的主对角线右侧元素全为零,这两种行列式的值都等于主对角线元素的乘积。
例3 计算n阶行列式
解:此行列式主对角线元素都为a,其它元素都为b,且各行(各列)元素之和相等,若将第2列之后各列都加到第1列,将公因子提出,再对行作运算,把D化为上三角行列式. 或者将第2行之后各行都加到第1行,将公因子提出,再对列作运算,把Dn化为下三角行列式。
四、提取公因式法
五、加边法
加边法,也叫升阶法,将n阶行列式分别增加一行和一列,从而变成n+1阶行列式,通常对原行列式增加首行首列、首行尾列、首列尾行或尾行尾列等.
六、递推法
结语
行列式类型丰富多样,计算十分灵活,一道题目往往有多种解法,根据所给行列式的特点和行列式的性质,找到合适的解法,做到快速准确的计算行列式。本文总结了几种常见的行列式的计算方法和技巧,方便学生针对一般的行列式题型,可以迅速找到针对性的解法,学生在课下应多总结典型题目和解题方法,多看多练多动脑,熟练掌握行列式的计算方法。
参考文献:
[1] 徐建中.行列式的计算方法与解析研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2018,34(8):16-18.
[2] 古家虹.关于行列式的计算方法[J].广西大学学报(自然科学版),2005,30(s1):174-176.
[3] 同济大学数学系.线性代数(第六版)[M].北京: 高等教育出版社,2018.
[4] 段炼,方贤文.線性代数教学中高阶行列式若干计算方法探究,教育教学论坛[J].2017,(36):195-196.
基金项目:广州工商学院2020年院级科研课题《多参数泛函方程稳定性研究》(项目编号:KA202032)
广州工商学院 广东 广州 510850