线 性 代 数 厦门大学线性代数教学组 2019年4月24日6时7分 / 45
§1.4 方阵的行列式 一、行列式的定义 二、行列式的性质 2019年4月24日6时7分 / 45
一、二阶行列式的引入 用消元法解二元线性方程组
方程组的解为 由方程组的四个系数确定.
即
二阶线性方程组解的一般表达式(Cramer法则)
定义1.4.1 称为3阶矩阵A的行列式.
三阶行列式的计算 沙路法
例 解 按沙路法法则,有
例 解 方程左端
n阶行列式的定义 一阶矩阵的行列式; 二阶矩阵的行列式; 三阶矩阵的行列式 推广到一般矩阵。
再看三阶行列式 三阶行列式包括3!项,每一项都是位于不同行, 不同列的三个元素的乘积,其中三项为正,三项为 负.
1 2 3 1 2 3 1 2 1 3 1 2 3 排列 引例 用1、2、3三个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数? 解 百位 1 2 3 解 百位 1 2 3 3种放法 十位 1 2 1 3 2种放法 1种放法 个位 1 2 3 共有 种放法.
个不同的元素的所有排列的种数,通常用 表示. 问题: 定义1.4.2 个不同的元素的所有排列的种数,通常用 表示. 由引例 同理
排列的逆序数 规定各元素之间有一个标准次序, n 个不同的自然数,规定由小到大为标准次序. 在一个排列 中,若数 则称这两个数组成一个逆序. 例如 排列32514 中, 逆序 3 2 5 1 4 逆序 逆序
一个排列中所有逆序的总数称为此排列的逆序数. 例如 排列32514 中, 3 2 5 1 4 1 逆序数为3 故此排列的逆序数为3+1+0+1+0=5.
排列的奇偶性 逆序数为奇数的排列称为奇排列; 逆序数为偶数的排列称为偶排列. 计算排列逆序数的方法
例 计算下列排列的逆序数,并讨论它们的奇偶性. 解 此排列为偶排列.
解 当 时为偶排列; 当 时为奇排列.
定义1.4.3 在一个n元排列中,将其某两个元素对调位置并保持其余元素不动来构造新排列的方式,称作对换. 将相邻两个元素对调,叫做相邻对换. 例如
对换与排列的奇偶性的关系 定理1.4.1 对换改变排列的奇偶性. 证明 设排列为 对换 与 除 外,其它元素的逆序数不改变.
当 时, 的逆序数不变; 经对换后 的逆序数增加1 , 当 时, 经对换后 的逆序数不变 , 的逆序数减少1. 因此对换相邻两个元素,排列改变奇偶性. 设排列为 现来对换 与
次相邻对换 次相邻对换 次相邻对换 所以一个排列中的任意两个元素对换,排列改变 奇偶性.
推论1.4.1 奇排列可经过奇数次对调变成自然排列, 偶排列可经过偶数次对调变成自然排列.
n阶行列式的定义 三阶矩阵A的行列式 说明 (1)三阶行列式共有 项,即 项. (2)每项都是位于不同行不同列的三个元素的乘积.
(3)每项的正负号都取决于位于不同行不同列 的三个元素的下标排列. 例如 列标排列的逆序数为 偶排列 列标排列的逆序数为 奇排列
说明 1、 阶行列式是 项的代数和; 2、 阶行列式的每项都是位于不同行、不同列 个元素的乘积; 3、 一阶行列式 不要与绝对值记号相混淆;
例 计算下三角矩阵的行列式
例 计算上三角矩阵的行列式
例
例 证明对角行列式
证明 第一式是显然的,下面证第二式. 若记 则依行列式定义 证毕
例 设 证明
再看三阶行列式