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行列式经典例题
行列式经典例题
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行列式经典例题
大学 行列式经典例题
例 1 计算元素为 aij = | i- j| 的 n 阶行列式 .
解
方法 1
由题设知,
a11 =0,
a12
1
, L , a1n
n
1,L
,故
0
1
L
n
1
0
1
L
n 1
Dn
1
0
L
n
2
ri
ri 1
1
1
L
1
M
O
i n ,n 1,L ,2 M
O
n
1
n
2
L
0
1
1
L
1
n
1
n
L
L
n
1
c j cn
0
2
L
L
1
M O O
L
( 1)n 1 2n 2 (n 1)
j 1,L ,n 1
M
0
2
0
0
L
0
1
其中第一步用的是从最后一行起,逐行减前一行.第二步用的每列加第
0
1
L
n
1
1
1
L
方法 2
D n
1
0
L
n
2
ri
ri
1
1
1
L
M
O
i 1,2,L
,n 1M
O
n 1 n 2 L
0
n 1 n 2
L
1
0
L
0
c j c1
1
2
L
0
j 2,L ,n
M
O
= ( 1)n 1 2n 2 (n 1)
n
1
2n 3
L n
1
例 2. 设 a, b, c 是互异的实数 , 证明 :
的充要条件是 a + b + c =0.
证明 : 考察范德蒙行列式 :
列.
1
1
0
=
行列式 即为 y2 前的系数 . 于是
=
所以 的充要条件是 a + b + c = 0.
x
1
0
K
0
例 3 计算 D n =
0
x
1
K
0
M
M
M
M
an
an 1
an 2
K x a1
解:
方法 1
递推法
按第 1 列展开,有
1
x
1
D n = x D n 1 +(- 1) n 1 a n
x
1
= x D n 1+ a n
O
O
x
1 n 1
由于 D1 = x + a1 , D2
x
1
,于是 Dn = x D n
1 + a n =x( x Dn 2 +a n 1 ) + a n =x 2 D n 2 +
a2
x a1
a n 1 x + a n =L = x n 1D 1 + a 2 x n 2 + + a n 1x + a n = xn
a1xn 1 L an 1 x an
方法 2
第 2 列的 x 倍,第 3 列的 x2
倍,
,第 n 列的 x n 1 倍分别加到第
1 列上
0
1
0
K
0
c1
xc2
x2
x
1
K
0
D n
0
0
x
K
0
M
M
M
M
an
xan 1
an 1
an 2
K x a1
0
1
0
0
K
0
c
x2c
3
0
x
1
0
K
0
1
x3
0
x
1
K
0
M
M
M
M
M
an
xan 1 x2an 2
an 1
an 2
an 3 K
x a1
0
1
1
x1
x
1
按rn展开
=LL =
( 1) n 1 f
x
=
O O
1
O O
f
O
x
x
1 n 1
xn
a1 xn 1
L an 1x an
方法 3 利用性质,将行列式化为上三角行列式.
1
x
0
0
K
0
0
x
0
K
0
c2
xc1
c3
1c2
0
0
x
K
0
D n
x
L
M
M
M
M
1 cn 1
cn
x
an
an
1
an
an
an 1
an 2
K kn
x
x
x2
按c n展开
k n = x n
1(
an
an
+ a2
x n 1
+
1
+
+a1 +x)
xn
1
xn
2
x
= an
an 1 x L
a1 xn 1
xn
1
0
K
0
0
按 r
展开
x
1
K
0
0
方法 4D n
n
n 1
(
1)
an
+
M
M
M
M
0
0
K
x
1
x
0
K
0
0
x
1
K
0
0
( 1)n 2 an 1
0
1
K
0 0
+ + ( 1) 2n 1 a2
0 x
K
0 0
M
M
M
M
M
M
M
M
0
0
K
x
1
0
0
K
0
1
x
1
K
0
0
+ ( 1)2 n (a1
x)
0 x
K
0 0
M
M
M M
0
0
L
0
x
=(- 1) n 1 (- 1) n 1 a n +(- 1) n 2 (- 1) n 2 a n 1 x
+
+(- 1) 2 n 1 (- 1) a 2
x n
2 +(- 1) 2n ( a1 +x) xn 1
=
an an 1 x L a1 xn 1
xn
例 4. 计算 n 阶行列式:
a1
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