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        Vandermonde行列式的應(yīng)用

        2017-11-28 07:36:25孫永濤田衛(wèi)章
        卷宗 2017年31期

        孫永濤+田衛(wèi)章

        摘 要:范得蒙行列式是一種很重要的行列式,在這篇文章里,探討Vandermonde行列式在高等代數(shù)理論中的應(yīng)用.

        關(guān)鍵詞:Vandermonde 行列式;向量空間;線性變換;多項(xiàng)式

        0 引言

        Vandermonde 行列式是一種重要的行列式,在解決上述問(wèn)題中有著重要的作用,本文通過(guò)一些例題總結(jié)出一些Vandermonde行列式的應(yīng)用.

        1 在多項(xiàng)式定理中的應(yīng)用

        例1 設(shè)是數(shù)域F中互不相同的數(shù),是數(shù)域F中任一組給定的不全為零的數(shù),則存在唯一的數(shù)域F上次數(shù)小于n的多項(xiàng)式滿足,.

        證明 設(shè) ,由條件,知

        (2)

        因?yàn)榛ゲ幌嗤?,所以方程組(2)的系數(shù)行列式為

        則方程組(2)有唯一解,即唯一的次數(shù)小于n的多項(xiàng)式,使得,.

        2 在行列式中的應(yīng)用

        例2 計(jì)算 .

        解 注意到此行列式與Vandermonde行列式的區(qū)別在于它的最后一列.現(xiàn)在添上一列一行使其變.為Vandermonde行列式

        .

        因此的系數(shù)為而中元素

        的代數(shù)余子式為,故.

        3 在向量空間理論中的應(yīng)用

        例3 設(shè)V是數(shù)域F上的n維向量空間,任給正整數(shù)m,則在V中存在個(gè)m向量,其中任取n個(gè)向量都線性無(wú)關(guān).

        證明 因?yàn)樗灾恍柙谥锌紤]即可,取

        令.

        則是Vandermonde行列式,且所

        以線性無(wú)關(guān).

        4 在微積分中的應(yīng)用

        例4 確定常數(shù),使得

        當(dāng)是為最高階的無(wú)窮小,并給出其等價(jià)表達(dá)式.

        解 對(duì)的各項(xiàng)利用泰勒公式,有

        當(dāng)時(shí)若最高階無(wú)窮小在6階以上,則有方程組

        其系數(shù)行列式為Vandermonde行列式由于

        故原方程組只有零解,即從而=0顯然不合題意,故以下考慮當(dāng)時(shí)最高價(jià)小于6的情形.令

        等價(jià)與

        以為未知數(shù)線性方程組,其系數(shù)行列式為Vandermonde行列式

        方程組有唯一一組解依賴(lài)于的解:

        ,從而

        在的鄰域內(nèi)的最高價(jià)無(wú)窮小有下述形式的表達(dá)式.

        .

        參考文獻(xiàn)

        [1]張海山. Vandemonde行列式的應(yīng)用[J].肅教育學(xué)院學(xué)報(bào),2007,14(3):3-5.

        [2]馮錫剛. 范得蒙行列式在行列式計(jì)算中的應(yīng)用[J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2000,14(2):1-10

        [3]章樂(lè).幾道考研試題的推廣[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2003.19(5):117-119.endprint

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