经经 济济 数数 学学 线线 性性 代代 数数
第3讲
行列式的展开
教师:边文莉
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例如
一、余子式与代数余子式
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在 阶行列式中,把元素 所在的第 行和第
列划去后,留下来的 阶行列式叫做元素
的余子式,记作
叫做元素 的代数余子式.
例如
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定理 行列式等于它的任一行(列)的各元素
与其对应的代数余子式乘积之和,即
二、行列式按行(列)展开法则
证:
我们将分三步来证明此结论,先来证明它的
特殊情况,即某行只有一个元素不为0,而其
余元素为0时定理成立。
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(1)当第一行只有位于第一行第一列的元素
即有
又
从而
定理成立。
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(2) 再证 阶行列式,如果其中第 行所有
元素除 外都为零,那末这行列式等于 与它的
代数余子式的乘积,即 .
例如
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得
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得
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中的余子式
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故得
于是有
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(3) 证明一般情况
把行列式的第 行的每个元素都写成n个
数的和的形式。然后利用行列式的性质,
把行列式拆成n个行列式的和。
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例1
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证 用数学归纳法
例2 证明范德蒙德(Vandermonde)行列式
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n-1阶范德蒙德行列式
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推论 行列式任一行(列)的元素与另一行(列)
的对应元素的代数余子式乘积之和等于零,即
证
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同理
相同
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关于代数余子式的重要性质
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例3 计算行列式
解 按第一行展开,得
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例4 计算行列式
解
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1. 行列式按行(列)展开法则是把高阶行列
式的计算化为低阶行列式计算的重要工具.
三、小结
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克莱姆法则
设线性方程组
则称此方程组为非
齐次线性方程组;
此时称方程组为齐次线性方程组.
非齐次与齐次线性方程组的概念
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一、克拉默法则
如果线性方程组
的系数行列式不等于零,即
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其中 是把系数行列式 中第 列的元素用方程
组右端的常数项代替后所得到的 阶行列式,即
那么线性方程组 有解,并且解是唯一的,解
可以表为
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证明
在把 个方程依次相加,得
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由代数余子式的性质可知,
于是
当 时,方程组 有唯一的一个解
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由于方程组 与方程组 等价, 故
也是方程组的 解.
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二、齐次线性方程组的相关定理
定理 如果齐次线性方程组 的系数行列式
则齐次线性方程组 没有非零解.
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定理 齐次线性方程组
有非零解的充要
条件是它的系数行列式为零.
有非零解.
系数行列式
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例1 用克拉默则解方程组
解
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下一步
下一步
例2 问 取何值时,齐次方程组
有非零解?
解
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齐次方程组有非零解,则
所以 或 时齐次方程组有非零解.
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1. 行列式按行(列)展开法则是把高阶行列
式的计算化为低阶行列式计算的重要工具.
小结
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3. 用克拉默法则解方程组的两个条件
(1)方程个数等于未知量个数;
(2)系数行列式不等于零.
4. 克拉默法则建立了线性方程组的解和已知的系
数与常数项之间的关系.它主要适用于理论推导.