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二阶行列式的计算方法

发布时间:2023-06-09 作者:admin 来源:文学

二阶行列式的计算方法

二阶行列式的计算方法

-

2023年2月26日发(作者:秘书论文)

计算n阶行列式的若干方法举例

n阶行列式的计算方法很多,除非零元素较多时可利用定义计算(①按照某一列或某一

行展开②完全展开式)外,更多的是利用行列式的性质计算,特别要注意观察所求题目的特

点,灵活选用方法,值得注意的是,同一个行列式,有时会有不同的求解方法。下面介绍

几种常用的方法,并举例说明。

1.利用行列式定义直接计算

例1计算行列式

0010

0200

1000

000

n

D

n

n

解D

n

中不为零的项用一般形式表示为

112211

!

nnnnn

aaaan



.

该项列标排列的逆序数t(n-1n-2…1n)等于

(1)(2)

2

nn

,故

(1)(2)

2(1)!.

nn

n

Dn





2.利用行列式的性质计算

例2一个n阶行列式

nij

Da

的元素满足

,,1,2,,,

ijji

aaijn

则称D

n

为反对称行列式,证明:奇数阶反对称行列式为零.

证明:由

ijji

aa

iiii

aa,即

0,1,2,,

ii

ain

故行列式D

n

可表示为

12131

12232

13233

123

0

0

0

0

n

n

nn

nnn

aaa

aaa

Daaa

aaa





由行列式的性质AA

12131

12232

13233

123

0

0

0

0

n

n

nn

nnn

aaa

aaa

Daaa

aaa







12131

12232

13233

123

0

0

(1)0

0

n

n

n

n

nnn

aaa

aaa

aaa

aaa





(1)n

n

D

当n为奇数时,得D

n

=-D

n

,因而得D

n

=0。

3.化为三角形行列式

若能把一个行列式经过适当变换化为三角形,其结果为行列式主对角线上元素的乘积。

因此化三角形是行列式计算中的一个重要方法。

例3计算n阶行列式

abbb

babb

D

bbab

bbba

解:这个行列式的特点是每行(列)元素的和均相等,根据行列式的性质,把第2,3,…,

n列都加到第1列上,行列式不变,得

(1)

(1)

(1)

(1)

anbbbb

anbabb

D

anbbab

anbbba









1

1

[(1)]

1

1

bbb

abb

anb

bab

bba



1

000

[(1)]

000

000

bbb

ab

anb

ab

ab



1[(1)]()nanbab

4.降阶法

降阶法是按某一行(或一列)展开行列式,这样可以降低一阶,更一般地是用拉普拉斯

定理,这样可以降低多阶,为了使运算更加简便,往往是先利用列式的性质化简,使行列式

中有较多的零出现,然后再展开.

例4计算n阶行列式

0001

0000

0000

0000

1000

n

a

a

a

D

a

a

解将D

n

按第1行展开

1

000000

000000

(1)

000

000

0001000

n

n

aa

aa

Da

a

a

a



12(1)(1)nnnnaa

2nnaa

.

5.递推公式法

递推公式法:对n阶行列式D

n

找出D

n

与D

n-1

或D

n

与Dn-1

,D

n-2

之间的一种关系

——称为递推公式(其中D

n

,D

n-1

,D

n-2

等结构相同),再由递推公式求出D

n

的方法称为

递推公式法.

例5证明

1221

1000

0100

0001

n

nnn

x

x

D

x

aaaaax



12

121

,(2nnn

nn

xaxaxaxan



证明:将D

n

按第1列展开得

12321

1000

0100

0001

n

nnn

x

x

Dx

x

aaaaax



1

1000

100

(1)

001

n

n

x

a

x



1nn

axD



由此得递推公式:1nnn

DaxD



,利用此递推公式可得

112

()

nnnnnn

DaxDaxaxD





2

12nnn

aaxxD





1

11

nn

nn

aaxaxx



6.利用范德蒙行列式

例6计算行列式

12

222

1122

121212

1122

111

111

n

nn

nnnnnn

nn

xxx

Dxxxxxx

xxxxxx







解把第1行的-1倍加到第2行,把新的第2行的-1倍加到第3行,以此类推直到

把新的第n-1行的-1倍加到第n行,便得范德蒙行列式

12

222

12

1

111

12

111

()

n

nij

nij

nnn

n

xxx

Dxxxxx

xxx







例2计算1n阶行列式

1221

11111111

1221

22222222

1221

11111111

nnnnn

nnnnn

nnnnn

nnnnnnnn

aabababb

aabababb

D

aabababb









其中

121

0

n

aaa

.

解这个行列式的每一行元素的形状都是

nkk

ii

ab

,k0,1,2,…,n.即

i

a按降

幂排列,

i

b按升幂排列,且次数之和都是n,又因0

i

a,若在第i行(i1,2,…,n)提

出公因子n

i

a,则D可化为一个转置的范德蒙行列式,即



2

111

111

2

222

121

222

2

111

111

1

111

11

1

1

1

.

n

n

nnn

n

n

nnn

nnn

n

j

n

i

i

ijin

ij

ijij

jin

bbb

aaa

bbb

Daaa

aaa

bbb

aaa

b

b

a

aa

baab









































≤≤

≤≤

7.加边法(升阶法)

加边法(又称升阶法)是在原行列式中增加一行一列,且保持原行列式不变的方法。

例7计算n阶行列式

12

12

12

12

n

n

nn

n

xaaa

axaa

Daaa

aaxa

解:

1

1

0

0

n

n

n

aa

D

D

12

1

100

2,,1

100

100

n

i

aaa

x

in

x

x



第行减第1行

(箭形行列式)

12

1

1

000

000

000

n

j

n

j

a

aaa

x

x

x

x

1

1

n

j

n

j

a

x

x









例3计算n(n≥2)阶行列式

1

2

3

1111

1111

1111

1111

n

n

a

a

Da

a



其中

12

0

n

aaa.

解先将

n

D添上一行一列,变成下面的1n阶行列式:

1

12

1111

0111

0111

0111

n

n

a

Da

a



显然,

1nn

DD

.将

1n

D

的第一行乘以1后加到其余各行,得

1

12

1111

100

0110

100

n

n

a

Da

a



因0

i

a,将上面这个行列式第一列加第i(2i,…,1n)列的

1

1

i

a

倍,得:

1

1

1

2

2

1

2

1

12

1

1

1111

1111

100

000

100

000

100

000

00

00

1

1

00

1

1

n

i

i

n

n

n

i

i

n

n

n

i

i

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

aaa

a



















,

12

1

1

1

n

nn

i

i

Daaa

a









8.数学归纳法

例8计算n阶行列式

1221

1000

0100

0001

n

nnn

x

x

D

x

aaaaax



解:用数学归纳法.当n=2时

212

21

1

()

x

Dxxaa

axa



2

12

xaxa

假设n=k时,有

12

121

kkk

kkk

Dxaxaxaxa



则当n=k+1时,把D

k+1

按第一列展开,得

11kkk

DxDa





1

111

()kk

kkk

xxaxaxaa





12

111

kk

kkk

xaxaxaxa





由此,对任意的正整数n,有

12

121

nn

nnnn

Dxaxaxaxa





9.拆开法

把某一行(或列)的元素写成两数和的形式,再利用行列式的性质将原行列式写成两

行列式之和,使问题简化以利计算。

例9计算行列式

n

D

112

122

12

n

n

nn

aaa

aaa

aaa

解:

n

D

12

122

12

n

n

nn

aaa

aaa

aaa

12

22

0

00

n

n

nn

aa

aa

a

12

2

0

00

n

n

n

aaa

a

11n

D

1211nn

aD



……

12

1

1

n

i

n

i

i

a











例4计算n(n≥2)阶行列式

11121

21222

12

12

12

12

n

n

n

nnnn

xyxynxy

xyxynxy

D

xyxynxy







解将

n

D按第一列拆成两个行列式的和,即

12111121

22221222

212

122

122

122

nn

nn

n

nnnnnnn

xynxyxyxynxy

xynxyxyxynxy

D

xynxyxyxynxy









再将上式等号右端的第一个行列式第i列(2i,3,…,n)减去第一列的i倍;第二个行列式

提出第一列的公因子

1

y,则可得到

1211121

2222222

1

22

111

222

21

12

12

12

12

12

.

12

nn

nn

n

nnnnnnn

n

nnn

xyxyxxynxy

xyxyxxynxy

Dy

xyxyxxynxy

xxxn

xxxn

yyy

xxxn











当n≥3时,

0

n

D.

当2n时,

22121

2Dxxyy.

上面介绍了计算n阶行列式的常见方法,计算行列式时,我们应当针对具体问题,把

握行列式的特点,灵活选用方法。学习中多练习,多总结,才能更好地掌握行列式的计算.

第1讲计算行列式的若干基本方法

计算行列式并无固定的方法.其实,同一个行列式可以有多种不同的方法进行计算.因

此,除了掌握好行列式的基本性质外,针对行列式的结构特点,选取恰当的方法,才能较快

地酸楚行列式.这一讲,我们将介绍一些常用的方法.

1.化为已经熟悉的行列式来计算

我们已经知道上(下)三角行列式、范德蒙行列式以及形如

0

*

A

B

*

0

A

B

的行列式的结果.如果利用行列式的性质可把给定的行列式化为以上这些形式,则不难求出

所给行列式的值.

为了叙述简便,仍用记号ijij表示互换行列式的第i行(列)与第j

行(列);用ikjikj表示将行列式第j行(列)的k倍加到第i行(列);用

cici表示将第i行(列)乘以非零的数c.

例1计算行列式

11231

33795

20421

357146

4410102

D









解这是一个阶数不高的数值行列式,通常将它化为上(下)三角行列式来计算.













231

321

431

541

23

42

11231

00102

02041

02153

00222

11231

02041

00102

02153

00222

1-12-31

0204-1

00-10-2

001-12

0022-2

D





















43

523

524

11231

03041

00102

00010

00026

11231

02041

00102

00010

00006

1211612.











例5计算n阶行列式

123

123

123

123

1

1

1

1

n

n

n

n

aaaa

aaaa

Daaaa

aaaa



解这个行列式每一列的元素,除了主对角线上的外,都是相同的,且各列的结构相似,

因此n列之和全同.将第2,3,…,n列都加到第一列上,就可以提出公因子且使第一列的元

素全是1.











1223

1223

1223

1223

23

23

23

1

2

3

1

1

1

2,,

2,,

1

11

11

11

1

11

111

11

1

1

nn

nn

nn

nn

n

n

n

in

i

n

n

i

i

i

i

in

in

aaaaa

a

aaaaaa

Daaaaaa

aaaaaa

aaa

aaa

aaaa

aaa

a























23

11

0100

0010

0001

111.

n

nn

ii

ii

aaa

aa













例6计算1n阶行列式

1221

11111111

1221

22222222

1221

11111111

nnnnn

nnnnn

nnnnn

nnnnnnnn

aabababb

aabababb

D

aabababb









.

其中

121

0

n

aaa

.

解这个行列式的每一行元素的形状都是nkk

ii

ab,k0,1,2,…,n.即

i

a按降幂排

列,

i

b按升幂排列,且次数之和都是n,又因0

i

a,若在第i行(i1,2,…,n)提出公

因子n

i

a,则D可化为一个转置的范德蒙行列式,即



2

111

111

2

222

121

222

2

111

111

1

111

11

1

1

1

.

n

n

nnn

n

n

nnn

nnn

n

j

n

i

i

ijin

ij

ijij

jin

bbb

aaa

bbb

Daaa

aaa

bbb

aaa

b

b

a

aa

baab









































≤≤

≤≤

2.降阶法

当一个行列式的某一行(列)的元素有比较多0时,利用行列式的依行(列)展开定理将

它化为较低阶的行列式来计算.

例7计算n(n≥2)阶行列式

0001

0000

0000

1000

a

a

D

a

a

.

解按第一行展开,得

1

000

000

000

000

1

000

000

1000

n

a

a

a

a

Da

a

a

.

再将上式等号右边的第二个行列式按第一列展开,则可得到

111

2222111nn

nnnnnDaaaaaa

.

3.拆项法

拆项法是将给定的行列式的某一行(列)的元素都写成同样多的和,然后利用性质6将

它表成一些比较容易计算的行列式的和.

例8计算n(n≥2)阶行列式

11121

21222

12

12

12

12

n

n

n

nnnn

xyxynxy

xyxynxy

D

xyxynxy







解将

n

D按第一列拆成两个行列式的和,即

12111121

22221222

212

122

122

122

nn

nn

n

nnnnnnn

xynxyxyxynxy

xynxyxyxynxy

D

xynxyxyxynxy









再将上式等号右端的第一个行列式第i列(2i,3,…,n)减去第一列的i倍;第二个行

列式提出第一列的公因子

1

y,则可得到

1211121

2222222

1

22

111

222

21

12

12

12

12

12

.

12

nn

nn

n

nnnnnnn

n

nnn

xyxyxxynxy

xyxyxxynxy

Dy

xyxyxxynxy

xxxn

xxxn

yyy

xxxn











当n≥3时,0

n

D.

当2n时,

22121

2Dxxyy.

例9计算n阶行列式

n

xaaa

axaa

D

aaxa

aaax





,(0a).

解将第一行的元素都表成两项的和,使

n

D变成两个行列式的和,即

000

000

.

n

xaaaaa

axaa

D

aaxa

aaax

xaaaaa

axaaaxaa

aaxaaaxa

aaaxaaax















将等号右端的第一个行列式按第一行展开,得:



1

000

n

xa

axaa

xaD

aaxa

aaax







这里

1n

D

是一个与

n

D有相同结构的1n阶行列式;将第二个行列式的第一行加到其余各

行,得:

1

022

002

000

.n

aaaaaaaa

axaaxaaa

aaxaxaa

aaaxxa

axa









于是有

1

1

n

nn

DxaDaxa



(1)

另一方面,如果将

n

D的第一行元素用另一方式表成两项之和:

000xaaaaa

仿上可得:

1

1

n

nn

DxaDaxa



(2)

将(1)式两边乘以xa,(2)式两边乘以xa,然后相减以消去

1n

D

,得:



2

nn

n

xaxa

D



.

4.加边法

在给定的行列式中添上一行和一列,得加边行列式,建立新的行列式与原行列式的联系,

以求得结果.

例10计算n(n≥2)阶行列式

1

2

3

1111

1111

1111

1111

n

n

a

a

Da

a



其中

12

0

n

aaa.

解先将

n

D添上一行一列,变成下面的1n阶行列式:

1

12

1111

0111

0111

0111

n

n

a

Da

a



显然,

1nn

DD

.将

1n

D

的第一行乘以1后加到其余各行,得

1

12

1111

100

0110

100

n

n

a

Da

a



因0

i

a,将上面这个行列式第一列加第i(2i,…,1n)列的

1

1

i

a

倍,得:

1

1

1

2

2

1

2

1

12

1

1

1111

1111

100

000

100

000

100

000

00

00

1

1

00

1

1

n

i

i

n

n

n

i

i

n

n

n

i

i

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

aaa

a



















,

12

1

1

1

n

nn

i

i

Daaa

a









.

5.递推法

递推法是根据行列式的构造特点,利用行列式的性质,将给定的行列式表成若干个具有

相同形状以及一些容易计算的,但阶数较低的行列式之和,然后利用这种关系式计算原行列

式的值,最后再用数学归纳法证明所得到的结果正确.这是一种颇常使用的方法,在计算范

德蒙行列式时已建立过递推关系式,本讲的例6也利用了递推关系式.

使用递推法计算行列式,一般分三个步骤,首先找出递推关系式,然后算出结果,最后

用数学归纳法证明结果正确.

例11计算n阶行列式

1221

1000

0100

0000

0001

n

nnn

x

x

x

D

x

aaaaax



解首先建立递推关系式.按第一列展开,得:





1

12321

11

11

1000

10000

0100

1000

0000

1

0100

0001

0001

11

n

nn

nnn

nn

nnnn

x

x

x

x

Dxa

x

x

x

aaaaax

xDaxDa









,

这里

1n

D

n

D有相同的结构,但阶数是1n的行列式.

现在,利用递推关系式计算结果.对此,只需反复进行代换,得:





2

2121

2

321

122

1221

nnnnnnn

nnnn

nn

nnn

DxxDaaxDaxa

xxDaaxa

xDaxaxaxa













,

111

Dxaxa,故

1

11

nn

nnn

Dxaxaxa

.

最后,用数学归纳法证明这样得到的结果是正确的.

当1n时,显然成立.设对1n阶的情形结果正确,往证对n阶的情形也正确.由

12

1121

1

11

nn

nnnnnn

nn

nn

DxDaxxaxaxaa

xaxaxa







,

可知,对n阶的行列式结果也成立.

根据归纳法原理,对任意的正整数n,结论成立.

例12证明n阶行列式

210000

121000

1

000121

000012

n

Dn.

证明按第一列展开,得

21

0

2

n

D.

其中,等号右边的第一个行列式是与

n

D有相同结构但阶数为1n的行列式,记作

1n

D

第二个行列式,若将它按第一列展开就得到一个也与

n

D有相同结构但阶数为2n的行列

式,记作

2n

D

.这样,就有递推关系式:

12

2

nnn

DDD



.

因为已将原行列式的结果给出,我们可根据得到的递推关系式来证明这个结果是正确

的.

当1n时,

1

2D,结论正确.

当2n时,

2

21

3

12

D,结论正确.

设对1kn≤的情形结论正确,往证kn时结论也正确.



12

2211

nnn

DDDnnn





可知,对n阶行列式结果也成立.

根据归纳法原理,对任意的正整数n,结论成立.

二、行列式计算方法

1。定义法

2。化为三角形行列式的方法

3.化为范得蒙行列式的方法

4。拆行(列)法

5.降级法

6。加边法

7。数学归纳法

8.递推法

9。因式分解法

本章主要内容的内在联系:

重点行列式的计算

难点行列式概念,行列式的展开定理及用定义证明行列式性质

3.化为范得蒙行列式的方法

例1计算行列式

n

n

nn

n

n

nn

n

n

n

xxx

xxx

xxx

xxx

D



21

22

2

2

1

22

2

2

1

21

111



解作如下行列式,使之配成范德蒙行列式

nn

n

nn

nn

n

nn

nn

n

nn

n

n

yxxx

yxxx

yxxx

yxxx

yxxx

yP



21

111

2

1

1

222

2

2

1

222

2

2

1

21

1111

)(





=





nij

ji

n

i

i

xxxy

11

)()(

易知

n

D等于)(yP中1ny的系数的相反数,而)(yP中1ny的系数为

行列式性质

行列式的概念

行列式依行依列展开

n级排列

克拉默规则





nij

ji

n

k

k

xxx

1

1

)(

,因此,







n

k

nij

jikn

xxxD

1

1

)(

4.拆行(列)法

例2计算行列式

xyxzyz

zyx

zyx

D222.

解:

))()()((

222

222

)1()3(

22

222

)1)(()3(

yzxzxyxzyzxy

xzyzxyzxzyzxyyxzyzxyx

zyx

zyx

xyzyzxzyzyyzxzxy

zyx

zyx

D

x

zy









.

5。降级法

例3计算行列式









000

000

000

000



D。

解:易得11)1(nnnD.

6.加边法

例4计算行列式

n

n

a

a

a

a

D

1111

1111

1111

1111

3

2

1



解:

.)

1

1(

000

000

000

111

1

1

001

001

001

1111

1110

1110

1110

1111

21

1

2

1

1

0

,,2,1

2

1

2

1

n

n

i

i

n

n

i

i

a

ni

nn

n

aaa

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

D

i









而当

0

21

n

aaa时可分只有一个因子为零或至少有两个因子为零可得同样的结果.

9.因式分解法

如果行列式D是某个变数

x

的多项式)(xf,可对行列式施行某些变换,求出)(xf的

互不相同的一次因式,设这些一次因式的乘积为)(xg,则)()(xcgxfD,再比较)(xf

与)(xg的某一项的系数,求出

c

值。

三、行列式的计算方法

方法1化三角形法

化三角形法是将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式计算的一种方法.

这是计算行列式的基本方法重要方法之一。因为利用行列式的定义容易求得上(下)三角形

行列式或对角形行列式的性质将行列式化为三角形行列式计算。

原则上,每个行列式都可利用行列式的性质化为三角形行列式。但对于阶数高的行列式,

在一般情况下,计算往往较繁。因此,在许多情况下,总是先利用行列式的性质将其作为某

种保值变形,再将其化为三角形行列式。

例3:浙江大学2004年攻读硕士研究生入学考试试题第一大题第2小题(重庆大学2004

年攻读硕士研究生入学考试试题第三大题第1小题)的解答中需要计算如下行列式的值:

1231

2341

34512

1221

n

nn

n

D

nnn



[分析]显然若直接化为三角形行列式,计算很繁,所以我们要充分利用行列式的性质。

注意到从第1列开始;每一列与它一列中有n—1个数是差1的,根据行列式的性质,先从第

n-1列开始乘以-1加到第n列,第n-2列乘以-1加到第n—1列,一直到第一列乘以-1

加到第2列.然后把第1行乘以-1加到各行去,再将其化为三角形行列式,计算就简单多了。

解:

1

1

(2,,)

(2,,)

1

1111111111

211111000

311112000

11111000

1000

000

100

000

200

11(1)

2

000

2000

000

100

1(1)

()

2

i

i

n

n

in

rr

in

rr

n

nn

D

nn

nnnn

n

n

n

n

n

nn

nn

n

n

n

nn

nn

n

n

















(1)(2)

1

2

(1)

1

2

(1)

(1)

1

2

nn

nn

n

n

n







方法2按行(列)展开法(降阶法)

nij

Da为

n

阶行列式,根据行列式的按行(列)展开定理有



1122

1,2,,

niiiiinin

DaAaAaAin

或

1122

1,2,,

njjjjnjnj

DaAaAaAjn

其中

ij

A

n

D中的元素

ij

a

的代数余子式

按行(列)展开法可以将一个n阶行列式化为n个n-1阶行列式计算。若继续使用按行

(列)展开法,可以将n阶行列式降阶直至化为许多个2阶行列式计算,这是计算行列式的

又一基本方法。但一般情况下,按行(列)展开并不能减少计算量,仅当行列式中某一行(列)

含有较多零元素时,它才能发挥真正的作用.因此,应用按行(列)展开法时,应利用行列式

的性质将某一行(列)化为有较多的零元素,再按该行(列)展开。

例4、计算20阶行列式

20

123181920

212171819

321161718

201918321

D

[分析]这个行列式中没有一个零元素,若直接应用按行(列)展开法逐次降阶直至化许许

多多个2阶行列式计算,需进行20!*20-1次加减法和乘法运算,这人根本是无法完成的,

更何况是n阶。但若利用行列式的性质将其化为有很多零元素,则很快就可算出结果。

注意到此行列式的相邻两列(行)的对应元素仅差1,因此,可按下述方法计算:

解:

1

1

20

20118

(1,

(2,,20)

19)

111111

123181920

211111

212171819

311111

321161718

1911111

201918321

2011111

111111

302222

400222

21(1)221

2000002

2100000

ii

i

i

i

cc

rr

D







182

方法3递推法

应用行列式的性质,把一个n阶行列式表示为具有相同结构的较低阶行列式(比如,n

—1阶或n-1阶与n—2阶等)的线性关系式,这种关系式称为递推关系式.根据递推关系式

及某个低阶初始行列式(比如二阶或一阶行列式)的值,便可递推求得所给n阶行列式的值,

这种计算行列式的方法称为递推法.

[注意]用此方法一定要看行列式是否具有较低阶的相同结构如果没有的话,即很难找

出递推关系式,从而不能使用此方法.

例5、2003年福州大学研究生入学考试试题第二大题第10小题要证如下行列式等式:

000

100

0100

0001

n

D









11

,

nn

n

D











证明 :其中

(虽然这是一道证明题,但我们可以直接求出其值,从而证之。)

[分析]此行列式的特点是:除主对角线及其上下两条对角线的元素外,其余的元素都

为零,这种行列式称“三对角"行列式[1]。从行列式的左上方往右下方看,即知Dn—1与Dn具

有相同的结构。因此可考虑利用递推关系式计算。

证明:Dn按第1列展开,再将展开后的第二项中n-1阶行列式按第一行展开有:

12nnn

DDD

--

(+)-

这是由Dn-1和Dn-2表示Dn的递推关系式。若由上面的递推关系式从n阶逐阶往低阶递推,

计算较繁,注意到上面的递推关系式是由n-1阶和n-2阶行列式表示n阶行列式,因此,可

考虑将其变形为:

11212nnnnnn

DDDDDD

-----

-=-=(-)

11212nnnnnn

DDDDDD

-----

-=-=(-)

现可反复用低阶代替高阶,有:

23

1122334

222

21

[()()](1)

nnnnnnnn

nnn

DDDDDDDD

DD





-------

-=(-)=(-)=(-)

==(-)=

同样有:

23

1122334

222

21

[()()](2)

nnnnnnnn

nnn

DDDDDDDD

DD





-------

-=(-)=(-)=(-)

==(-)=

因此当时

由(1)(2)式可解得:

11nn

n

D







,证毕。

方法4数学归纳法

一般是利用不完全归纳法寻找出行列式的猜想值,再用数学归纳法给出猜想的证明。因

此,数学归纳法一般是用来证明行列式等式。因为给定一个行列式,要猜想其值是比较难的,

所以是先给定其值,然后再去证明。(数学归纳法的步骤大家都比较熟悉,这里就不再说了)

例6、证明:

2cos1000

12cos100

012cos00

sin(1)

(sin0)

sin

0002cos1

00012cos

n

n

D



方法5。利用范德蒙行列式

范德蒙行列式:

123

2222

123

1

1111

123

1111

()

n

nij

jin

nnnn

n

xxxx

xxxxxx

xxxx







例7、计算n阶行列式

1111

2222

(1)(2)(1)

(1)(2)(1)

121

1111

nnnn

nnnn

n

ananaa

ananaa

D

ananaa











1111

2222

(1)(2)(1)

(1)(2)(1)

121

1111

nnnn

nnnn

n

ananaa

ananaa

D

ananaa











解:显然该题与范德蒙行列式很相似,但还是有所不同,所以先利用行列式的性质把它

化为范德蒙行列式的类型。

先将的第n行依次与第n-1行,n—2行,…,2行,1行对换,再将得到到的新的行列

式的第n行与第n—1行,n-2行,…,2行对换,继续仿此作法,直到最后将第n行与第n—1行

对换,这样,共经过(n—1)+(n-2)+…+2+1=n(n-1)/2次行对换后,得到

(1)

2

2222

1111

1111

121

(1)

(1)(2)(1)

(1)(2)(1)

nn

n

nnnn

nnnn

ananaa

D

ananaa

ananaa













上式右端的行列式已是范德蒙行列式,故利用范德蒙行列式的结果得:

nm

nm

EABEBA

(1)(1)

22

11

(1)[()()](1)()

nnnn

n

jinjin

Danianjij







5.消去法求三对角线型行列式的值

例6求n阶三对角线型行列式的值:

(1)

的构造是:主对角线元全为2,主对角线上方第一条次对角线与下方第一条次对角线的

元全为1,其余的元全为0.

解用消去法,把中主对角线下方第一条次对角线的元1全部消成0:首先从第二行减去第

一行的倍,于是第二行变为

其次从第三行减去第二行(指新的第二行,以下同)的倍,则第三行变为

再从第四行减去第三行的倍,则第四行变为

类似地做下去,直到第n行减去第n–1行的倍,则第n行变为

最后所得的行列式为

(2)

上面的行列式是三角型行列式,它的主对角线元顺次为

93)

又主对角线下方的元全为0。故的值等于(3)中各数的连乘积,即。

注3一般的三对角线型行列式

(4)

也可以按上述消去法把次对角线元全部消去,得到一个三角型行列式,它的值

等于该三角型行列式的主对角线元的连乘积.

4.数学归结法

例5计算行列式

解:

猜测:

证明

(1)n=1,2,3时,命题成立。假设n≤k–1时命题成立,考察n=k的情形:

故命题对一切自然数n成立。

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