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第二节
行列式的性质

行列式的定义给出了行列式的运算规则,但当阶数 n 较大时,如果直接应用定义来计算行列式的值,则项数多、运算量大。因此,有必要介绍一些有关行列式的性质,在计算行列式时应用其性质简化计算过程。由于行列式的性质对任何阶数的行列式都成立,下面主要以三阶行列式为例, n 阶行列式同样适用。

一、行列式的性质

定义1-9 把行列式 D 的所有行变为相应的列,而得到的新行列式称为 D 的转置行列式,记为 D T

显然,把行列式 D 的所有列变为相应行,或者把行列式 D 的所有元素沿主对角线翻转也可得到 D 的转置行列式。

性质1-1 行列式与其转置行列式的值相等,即 D = D T

三阶行列式性质,只需等号左右两边用对角线法则计算即可验证,这里不再一一证明。

性质1-1表明行列式中行与列地位平等,对于行成立的性质对于列也成立,反之亦然。

性质1-2 把行列式的两行(列)互换,行列式的值变号。

推论 如果行列式的某两行(列)的元素对应相等,则行列式的值为零。

证明 设 D 某两行(列)的元素对应相等。把元素对应相等的两行(列)互换位置,得到的新行列式仍是原来的行列式,但根据性质1-2,新行列式的值为原行列式的相反数,因此 D =- D D =0得证。

性质1-3 行列式的某一行(列)的所有元素同乘以数 k ,相当于用 k 乘以此行列式,即

推论1 如果行列式的某一行(列)中所有元素有公因子,则可将公因子提到行列式符号的外面相乘。

推论2 如果行列式中有某一行(列)的元素全为0,则行列式的值为零。

推论3 如果行列式中有两行(列)元素对应成比例,则行列式的值为零。

性质1-4 如果行列式中某一行(列)的元素都是两数之和,则此行列式可表示成两个行列式之和,这两个行列式分别以这两个数为所在行(列)对应位置的元素,其他行(列)的元素与原行列式相同,即

性质1-5 把行列式的某一行(列)的所有元素都乘以数 k 后加到另一行(列)对应位置的元素上,行列式的值不变,即

二、利用行列式的性质计算行列式

计算行列式时应考虑用行列式的性质将其转换为便于计算的行列式,从而求得行列式的值。为了使计算过程简洁明了,以及便于检验每一步的正确性,约定如下记号: r i r j c i c j )表示交换第 i 行(列)与第 j 行(列); kr i kc i )表示用数 k 去乘以第 i 行(列)的所有元素; r i + kr j c i + kc j )表示第 j 行(列)的所有元素都乘以数 k 后加到第 i 行(列)对应位置的元素上。

例1-5 应用行列式的性质与推论,计算下列行列式的值。

任何 n 阶行列式总能经过有限次行变换(或列变换)化为上三角行列式。而上三角形行列式的值为对角线上元素的乘积。因此,对于多于三阶的行列式的计算,可利用行列式的性质,把其化为上三角形行列式,从而计算行列式的值。这是计算高阶行列式的一种典型方法。

例1-6 把下列行列式化为上三角形行列式,并计算其值。

练习

1.下列计算过程中哪些步骤是对的?哪些步骤是不对的?怎么改正?

2.应用行列式的性质计算下列行列式的值。

3.把下列行列式化为上三角形行列式,并计算其值。

4.应用行列式性质证明。 vfFaCZqC14mHYonly1zeo8AxNObriuSjf+EIkrUmIvS/jZEVfjtKDqKPbKkgd77f

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