行列式依列展開

行列式依列展開

行列式依列展開(expansion of a determinant by a column)是計算行列式的一種方法,設a1j,a2j,…,anj (1≤j≤n)為n階行列式D=|aij|的任意一列中的元素,而A1j,A2j,…,Anj分別為它們在D中的代數餘子式,則D=a1jA1j+a2jA2j+…+anjAnj稱為行列式D的依列展開。

基本介紹

設a,a,…,a(1≤j≤n)為n階行列式D=|a|的任意一列中的元素,而A,A,…,A分別為它們在D中的代數餘子式,則D=aA+aA+…+aA稱為行列式D的依列展開。

例如,在一個三階行列式D中,划去元素a(i=1, 2,3; j=1, 2,3)所在的第i行和第j列的所有元素,剩下的元素按照它原有的位置得到的一個二階行列式稱為元素a的餘子式,記作M。而將(-1)M稱為元素a的 代數餘子式,記作A,即A=(-1)M。例如

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行列式可按行或列展開,於是每個行列式可以表成它的某一行(或某一列)的每個元素與它對應元素的代數餘子式乘積的和,即

D= aA+ aA+ aA (i= 1, 2,3) , (1)

D= aA+ aA+ aA (j=1,2, 3), (1')

我們把類似(1)式的展開稱為行列式的依行展開式,把(1')式稱為行列式的依列展開式 。

相關定理

定理1 (行列式按列展開規則) n階行列式d等於它的任意一列元素與它們對應的代數餘子式之積的和,即

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定理2如果行列式D的第s列各元素與第t列各元素的代數餘子式對應相乘後再相加,則當s≠t時,其和為零。因此有

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此定理也可以敘述為:n階行列式(n>1)的某列的元素與另一列的對應元素的代數餘子式乘積的和等於零 。

例題解析

【例1】計算:

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解:d中第5列零元素較多,應從這一列入手。

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按d中第6列展開得

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按第一列展開得

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說明在行列式計算中,我們經常利用行列式的展開把n階行列式轉化為n-1階行列式,通過降階逐步變為低階行列式後進行計算,但行列式按某一行或列展開時,只有在該行或列的元素有較多的零時,才能起到減少計算量的作用,因此往往先運用“化零”後進行“降階”,利用行列式性質降低行列式階數,然後計算行列式之值的方法稱為降階法,例1就是降階法的一例 。

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