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高等数学计算c

来源:用户分享 时间:2025/10/16 22:03:52 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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a1c2?cnb2a2?bn(空白处全为0)

?an分析:这个行列式中含有很多的零,但零的个数没有多到可以直接用定义法简化所有的项的和,但观察行列式会发现除第一行和第一列外,其余各行各列都只含有两个元素,且在对角线下方,只有第一列元素不为零,故只要能把第一列中ci(i?2,?,n)变为零就可化为三角形。

解:当ai?0时,(i?2,3...n)将Dn的第i列乘以?a1??i?2nci加到第一列,则得 aiD?0...0biciaib2a2...bn

ann ?a2?a3...an(a1??i?1bici) ai当某一个ai?0时,比如an?0,则把Dn按第n列展开,可得

c2D?(?1)n?1a2?(?1)2n?1bna2...an?1cn??bna2a3?an?1cn

bn?......cnan?10(4)逐行(或列)相加(减)法。有的行列式的行(列)乘的适当的倍数,逐行(列)相加(减)后,可化为前面的几种形式,进而化为三角形或直接化为三角形。

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?a10a1?a20?010a2?01????000?1000?an1例13:计算

0?01?a3?

??an分析:乍看行列式和前面的提公因式法的例题相似,但细看便会发现它们的不同,这个行列式前n行的和虽然都相同,但却是零,用提公因式法就没有作用了,同时我们也可以看出,对角线上方的元素要全部化为零是比较容易实现的,故此题我们用逐列相加的方法。

解:将第一列加到第二列,新的第二列加到第三列,以此类推,得

?a10D?0?010?a20?0200??000?000?0n?1?(?1)2n?2(n?1)a1a2?an?(n?1)a1a2?an

?a3??03???an?n1111121xxx321xx4321x?n?n?1?n?2?n?3?1?例14:计算

?????分析:观察行列式的特点,主对角线上方的元素按列(行)成等差数列,而主对角线下方的元素按行(列)成常数列,故用逐行(列)相加法后,可使一部分元素变为零,而一部分全变为相同的,从而更有利于化为三角形。一般的,若行列式对角线两侧的元素有一定的规律,如:成等差数列,成等比数列或相等时,用逐行(列)相加法可

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使行列式变的简单易算。

解:从D的第二行起,每行乘以(-1)后加到上一行,则得

00D??0111?x?0x110x110x??11?x111111?x?0111?x?01110???111?111 ?1??????(?1)n?10?1?x???1?x从第一行开始,每行都减去下一行,又得

x1?xD?(?1)n?1?000x000000???00?x00??(?1)n?1xn?2 01????1?x以上的四种方法都是利用化三角形的方法来解求行列式,由定义法引申出的化三角形法是求解行列式的常用方法。由于对角线上元素相乘时要注意前面的符号,为了书写结果简单,通常我们愿意利用主对角线元素的乘积来表示结果,但若化为次对角线乘积更简便的方法,只要注意结果的符号,化为次对角线元素的乘积也是完全正确可行的。

2、降阶法 (按行(列)展开法)

降阶法与行列式按行(列)展开类似,使高阶行列式用低阶行列式来表示,逐步简化行列式的计算。

设Dn?aij为n阶行列式,根据行列式的按行(列)展开定理有

Dn?ai1Ai1?ai2Ai2???ainAin?i?1,2,?,n?

或 Dn?a1jA1j?a2jA2j???anjAnj?j?1,2,?,n?

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其中Aij为Dn中的元素aij的代数余子式

按行(列)展开法可以将一个n阶行列式化为n个n?1阶行列式计算。若继续使用按行(列)展开法,可以将n阶行列式降阶直至化为许多个2阶行列式计算,这是计算行列式的又一基本方法。但一般情况下,按行(列)展开并不能减少计算量,仅当行列式中某一行(列)含有较多零元素时,它才能发挥真正的作用。因此,应用按行(列)展开法时,应利用行列式的性质将某一行(列)化为有较多的零元素,再按该行(列)展开。

例15:计算行列式

x00g0ab0y00cz0hku000cdf。 lv 解:设原行列式为D5,按第五行展开得:

xab0D5?v(?1)5?50y000cz0ghkuxab?uv(?1)4?40y0?yuv(?1)0cz2?2xb0z?xyzuv

例16:计算20阶行列式

12D20?3?212?321??181920?171819?161718

?3?2?1201918?分析:这个行列式中没有一个零元素,若直接应用按行(列)展开法

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