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关于高阶行列式的求解方法在教学中的探讨

2015-01-08胡学刚

科技视界 2015年7期
关键词:定义技巧数学

郑 攀 胡学刚 李 玲

(重庆邮电大学理学院,中国 重庆 400065)

0 引言

行列式的计算是线性代数基本问题之一,特别是关于高阶行列式的计算.从理论上来讲都是可是按定义来求的,但其过程是相当复杂的,而且仅仅使用定义也无法快速计算,还需要其他相关的数学技巧和方法.因此,探讨高阶行列式的计算方法和技巧是相当必要的.本文主要通过举例来探讨和总结了几种特殊的计算技巧和方法—-定义法、化三角形法、范德蒙行列式、递推法、数学归纳法.这对于激发学生的学习热情,促进学生的数学思维发展,培养学生的创新能力,将起着积极的作用.

1 求解方法

1.1 定义法[1]

根据n阶行列式的定义可知其展开式中包含n!项,所以直接使用其定义是相当麻烦的,除非其行列式中0元素比较多,这样可以大大减少行列式展开的项数.除此之外,还可以利用其定义来证明两个行列式相等.下面举例来说明.

例1 设

证明:D1=D2

证:由行列式的定义有

其中t是排列p1p2…pn的逆序数.而p1+p2+…+pn=1+2+…+n所以有D2=∑…anpn=D1证毕.

1.2 用化三角形行列式计算[2-3]

将行列式化为上三角形、下三角形或者对角形,从而得出其值.

解:将第2,3,n+1列都加到第1列,可得

提取第一列的公因式b+na,得到

将第 1 列(-a)的倍加到第 2,3,…,n+1 列,可得

1.3 利用范德蒙行列式计算[4]

首先利用行列式的基本性质将所求行列式转化为范德蒙行列式,然后根据范德蒙行列式计算出所求行列式的值.

解:首先观察Dn中各行元素的特点:分别是一个数的不同方幂,方幂的次数……

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