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)
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