楊姜維
摘要:行列式是線性代數(shù)課程中的重要組成部分,應(yīng)用廣泛,本文根據(jù)每種行列式的特點,總結(jié)相應(yīng)的簡便計算方法,并對一些典型的例題加以分析,以期為行列式初學(xué)者提供參考。
關(guān)鍵詞:行列式;行列式性質(zhì);計算方法
作為公共課程線性代數(shù)中極其重要的一個內(nèi)容,行列式在其他很多數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)中也起著重要的奠基作用,而行列式的計算具有較大的技巧性和靈活性,要使計算過程簡單明了,避免過多不必要的解題步驟,應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)姆椒?。文章利用行列式定義、展開、化三角形、加邊、遞推等方法,給出了不同類型行列式的計算方法和技巧,為學(xué)生進行行列式的學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)。
在行列式的計算過程當(dāng)中,通常要利用行列式的性質(zhì)進行化簡,行列式有如下性質(zhì):
性質(zhì) 1:行列式與其轉(zhuǎn)置行列式相等。
性質(zhì) 2:互換行列式的兩行(列),行列式變號。
性質(zhì) 3:行列式的某一行(列)中所有的元素都乘同一數(shù)k,等于用數(shù)k乘此行列式。性質(zhì) 4:行列式如果有兩行(列)元素成比例,則此行列式等于零。
性質(zhì) 5:如果行列式的某一行(列)的元素都是兩數(shù)之和,則此行列式等于兩個行列式的和。
性質(zhì) 6:把行列式的某一行(列)的各元素乘以數(shù)k,再加到另一行(列)對應(yīng)的元素上去,行列式的值不變。
一、定義法
用行列式的定義計算行列式,特別是行列式元素里面存在很多0的情況下,用定義法比較合適。
例1
二、按某一行(列)展開法
行列式等于它的任一行(列)的各元素與其對應(yīng)的代數(shù)余子式乘積之和,即
按第i行展開式:
按第j列展開式:
當(dāng)行列式的某一行或某一列有很多元素0,利用行列式的展開公式,給行列式降階,簡化運算。
例2 計算n階行列式
解:將此行列式按照第一列展開
三、化三角形法
化三角形法是計算行列式常用的一種方法,上三角形行列式的主對角線左側(cè)元素全為零,下三角形行列式的主對角線右側(cè)元素全為零,這兩種行列式的值都等于主對角線元素的乘積。
例3 計算n階行列式
解:此行列式主對角線元素都為a,其它元素都為b,且各行(各列)元素之和相等,若將第2列之后各列都加到第1列,將公因子提出,再對行作運算,把D化為上三角行列式. 或者將第2行之后各行都加到第1行,將公因子提出,再對列作運算,把Dn化為下三角行列式。
四、提取公因式法
五、加邊法
加邊法,也叫升階法,將n階行列式分別增加一行和一列,從而變成n+1階行列式,通常對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、遞推法
結(jié)語
行列式類型豐富多樣,計算十分靈活,一道題目往往有多種解法,根據(jù)所給行列式的特點和行列式的性質(zhì),找到合適的解法,做到快速準確的計算行列式。本文總結(jié)了幾種常見的行列式的計算方法和技巧,方便學(xué)生針對一般的行列式題型,可以迅速找到針對性的解法,學(xué)生在課下應(yīng)多總結(jié)典型題目和解題方法,多看多練多動腦,熟練掌握行列式的計算方法。
參考文獻:
[1] 徐建中.行列式的計算方法與解析研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2018,34(8):16-18.
[2] 古家虹.關(guān)于行列式的計算方法[J].廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,30(s1):174-176.
[3] 同濟大學(xué)數(shù)學(xué)系.線性代數(shù)(第六版)[M].北京: 高等教育出版社,2018.
[4] 段煉,方賢文.線性代數(shù)教學(xué)中高階行列式若干計算方法探究,教育教學(xué)論壇[J].2017,(36):195-196.
基金項目:廣州工商學(xué)院2020年院級科研課題《多參數(shù)泛函方程穩(wěn)定性研究》(項目編號:KA202032)
廣州工商學(xué)院?廣東?廣州?510850