线性代数 行列式 习题课.pptx

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1、线性代数行列式习题课性质1:行列式与它的转置行列式相等。推论:如果行列式的两行(列)完全相等,此行列式为零。性质2:互换行列式的两行(列),行列式变号。推论2:若行列式中某一行(列)的元素全为零,则此行列式等于零。性质5:若行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,则此行列式等于两个行列式之和。性质3:行列式的某一行(列)中所有的元素都乘以同一数k,等于用数k乘此行列式。性质4:若行列式中有两行(列)成比例,则此行列式等于零。推论1:行列式中某一行(列)的所有元素的公因子可以提到行列式符号的外边。温故而知新:行列式的性

2、质性质6:把行列式的某一行(列)的各元素乘以同一数,然后加到另一行(列)对应的元素上去,行列式不变.熟记行列式按行(列)展开定理行列式的计算方法*用定义直接计算*用三角法计算*用降阶法和递推法计算例计算分析:能否利用主对角线的1,分别将其下方的x都消去?后续步骤很难进行!能否利用各列中的x,分别将其余的x都消去?已经可以按第一列展开了,但后续步骤仍难进行!技巧能否再将尽量多的1消去?此时再按第一列展开,两个非零元素的余子式都已是简单的行列式了。通过降阶法建立起行列式与其同形的较低阶的行列式的关系式--------递推

3、关系式,然后由递推关系式求解其值。按第一列展开递推法:例范德蒙(Vandermonde)行列式证明思路:用递推法结合数学归纳法;祥见教材第18页。说明:范德蒙(Vandermonde)行列式的结论是个重要结论,以后可以直接运用之;高阶行列式的计算有着比较强的技巧,需要大家在练习中不断总结、积累经验。第一节中关于二元、三元线性方程组的解法,可否推广至四元、五元…乃至n元的线性方程组的求解?一、问题的提出:根据此模式可否推出n个未知数n个方程的线性方程组解的情形?2、由三元线性方程组所作的讨论可知,若线性方程组的系数行列

4、式则解可表示为§7克拉默(Cramer)法则二、含有n个未知量n个方程的线性方程组(1)系数行列式记为D(略)与二、三元线性方程组相类似,它的解可以用n阶行列式表示!是D中第j列元素换成常数项所得.【定理1.4】若线性方程组(1)的系数行列式则存在唯一解.即证明思想:用D中第j列的各元素的代数余子式依次乘方程组(1)的第1、第2、…第n个方程,再将等式两端相加、整理,有:用行列式展开法则可得到什么样的结论?即例1解线性方程组解:按①列展开=27利用公式同理可求:印象:克拉默法则只适用于包含n个未知量n个方程,并且系数

5、行列式不为零的线性方程组.用克拉默法则求解线性方程组,在一般情况下,要计算n+1个n阶行列式,计算量很大.关于齐次线性方程组的说明:当线性方程组右端的常数项不全为0时,线性方程组(1)叫做非齐次线性方程组.(1)当线性方程组右端的常数项全为0时,线性方程组(2)叫做齐次线性方程组.(2)一定是(2)的解,这个解叫做齐次线性方程组(2)的零解.如果一组不全为零的数是(2)的解,则这个解叫做齐次线性方程组(2)的非零解.方程组(2)一定有零解,但不一定有非零解!【定理1.5】若齐次线性方程组(2)的系数行列式则该齐次线性

6、方程组(2)没有非零解,即只有零解.等价命题:如果齐次线性方程组(2)有非零解,则该齐次线性方程组的系数行列式必为零。例2问为何值时,齐次线性方程组有非零解?分析:如果齐次线性方程组有非零解,则系数行列式D=0。由D=0不难验证:将2,5,8代入齐次线性方程组确有非零解例3已知三次曲线通过四点其中互不相同,求该曲线的方程解:将四个点的坐标分别代入三次曲线的方程,得到关于的非齐次线性方程组。系数行列式是范德蒙行列式,根据克拉默法则,可求得三次曲线方程的系数!?三、问题与思考1、如果线性方程组(1)无解或有多个不同的解,

7、则它的系数行列式一定为零吗?2、定理(1.5)说明系数行列式D=0是齐次线性方程组有非零解的必要条件,是否也是充分条件呢?3、在一般情况下,用法则求n元线性方程组要计算n+1个n阶行列式,计算量很大,可否有更简便的计算方法求解?问题与思考答案:1、如果线性方程组(1)无解或有多个不同的解,则它的系数行列式一定为零.此结论是克拉默法则的逆否定理。2、定理(1.5)说明系数行列式D=0是齐次线性方程组有非零解的必要条件,也是充分条件。3、在一般情况下,用法则求n元线性方程组要计算n+1个n阶行列式,计算量很大,在第四章有

8、更简便的计算方法。四、小结克拉默法则(未知数个数=方程个数)【1】若线性方程组(1)的系数行列式,则存在唯一解.【2】若线性方程组(1)无解或有多个不同的解,则系数行列式【3】若齐次线性方程组(2)的系数行列式,则存在唯一零解.【4】若齐次线性方程组(2)有非零解,则系数行列式五、练习题1、用克拉默法则解下列方程组:2、问为何值时,齐次线性方程

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