賈美娥
(赤峰學院 數(shù)學與統(tǒng)計學院,內(nèi)蒙古 赤峰 024000)
談行式與列式
賈美娥
(赤峰學院 數(shù)學與統(tǒng)計學院,內(nèi)蒙古 赤峰 024000)
本文主要討論了行(列)式的展開與證明.
行列式;行式;列式
通常的行列式,其行數(shù)與列數(shù)必須相等,而行式與列式的行數(shù)與列數(shù)未必相等.
是一個m×n(m≤n)行式,則
其中i1i2…im是1,2,…,m中n個數(shù)碼的選排列. π(i1i2…im)是排列i1i2…im的反序數(shù).
注:本文均用π(i1i2…im)表示排列i1i2…im的反序數(shù).
設D是形如(1)的一個m×n(m≥n)的列式,則
其中j1j2…jn是1,2,…,m,中nT數(shù)碼的選排列.
不難證明,行式與行列式有相同的有關(guān)行的性質(zhì).列式與行列式有相同的有關(guān)列的性質(zhì),但對于行式的列和列式的行這些性質(zhì)未必滿足.在此這些性質(zhì)就不一一列舉.本文著重于行式、列式的展開式,只討論行式,列式的有關(guān)性質(zhì)同理可得.
定義1 設D是形如(1)的一個m×n行(列)式,D的元素aij的余子行(列)式,Nij指的是在D中劃去元素aij所在的行及列后,剩下的元素構(gòu)成的(m-1)×(n-1)行(列)式.Nij的元素ast(s=1,…,i-1,i+1… m;t=1,…,j-1,j+1,…,n)帶上符號(-1)π(is)+π(jt)后構(gòu)成的(m-1)×(n-1)行(列)式稱為元素aij的代數(shù)余子行(列)式,記做Bij.
不難驗證,當m=n時,Bij就是行列式D的元素aij的代數(shù)余子式.下面注明,行式與行列式一樣也可以依行展開.首先證明如下定理1.
定理1若在形如(1)的m×n行式D的第i行的元素除aij外都是零,即MD等于aij與它的代數(shù)余子行式Bij的乘積:
證明 10首先假定D的第一行元素除aij外都是零,這時,
要證D=a1jB1j因
所以Bij的每一項都可寫做:
其中j2…jm是1,…j-1,j+1,…,n中m-1個數(shù)碼的選排列,而且j2…jm恰有r個小于j.這一項在B1j中的符號為(-1)π(j2…jm),因此a1jB1j的每一項都可寫做:a1ja2j2a3j3…amjm,其中jj2…jm是1,2…,n中mT數(shù)碼的選排列.這一項在a1jB1j中的符號為(-1)r+π(j2…jm).由于j2,j3,…,jm,因此
故(1)在a1jB1j中的符號為:(-1)n(jj2…jjn)
顯然(1)也是D的項,而且D的每一項都可寫成(1)的形式.(1)在D中的符號為
20證明一般情形,設
的第i行元素除aij外都是零,將D的第i行依次與i-1,…2,1交換,因交換行式的兩行,行式改變符號,所以
顯然D1=(-1)i-1Bij,所以D=aijBij
定理2 m×n行式D等于它的任意一行的所有元素與它們的對應的代數(shù)余子行式的乘積的和.
換言之,行式有依行的展開式:
因行式對于行可拆項,所以定理的結(jié)論顯然這里就不證了.下面的定理也是顯然的.
定理3 行式的某一行元素與另一行對應元素的代數(shù)余子行式的乘積的和等于零.設D是形如(1)的一個m×n行列式,則有
利用這一結(jié)果可求一些矩陣的廣義逆.
設A=(aij)是一個m×n矩陣,稱形如(1)中的D為矩陣A的行(列)式.稱
為矩陣A的廣義伴隨矩陣,其中Bij是D的元素aij的代數(shù)余子行(列)式,因為
〔1〕張禾瑞,郝炳新.高等代數(shù)第四版[M].高等教育出版社,1999.
O151.2
A
1673-260X(2014)04-0012-02