跳至主要內容

线性代数

LincZero大约 16 分钟

线性代数

目录

[toc]

行列式

全排列和对换(引理作用)

全排列

  • 定义
    • 把n个不同的元素排成一列,叫做这n个元素的全排列(也简称排列)

逆序数

  • 定义
    • 标准次序:规定各元素之间又一个标准次序(可规定且一般规定从小到大为标准次序)
    • 序数:当某一对元素的先后次序与标准次序不同时,就说它构成1个逆序
    • 逆序数:一个排列中所有逆序的总数,叫做这个排列的逆序数
    • 奇(偶)排列:逆序数为奇数(偶数)的排列,标准排序为偶排序(逆序数0)
  • 计算方法
    • 元素的逆序数tit_i为:应位在于该元素后,但位于其前的元素的个数
    • t=t1+t2++tn=i=1ntit=t_1+t_2+\cdots+t_n=\sum_{i=1}^n t_i

对换

  • 定义
    • 排列中,将任意两个元素对调
    • 将相邻的两个元素对调,叫做相邻对调
  • 定理
    • 排列对换【定理1】:一个排列中任意两个元素对换,排列改变奇偶性
    • 排列对换【定理1推论】:奇函数(偶函数)对换成标准排列的对换次数为奇数(偶数)

2阶、3阶、n阶行列式

行列式

  • 概念
    • aija_{ij},元素或元、(i,j)(i,j)元
    • ii行标,jj列标
    • 对角线法则,主对角线、副对角线
  • 应用
    • 解n元n列线性方程组(克拉默法则的应用)

二阶行列式

  • 求值

    • 方法
      • a11a12a21a22=a11a22a12a21\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}\\ a_{21}&a_{22} \end{vmatrix}=a_{11}a_{22}-a_{12}a_{21}
    • 记法
      • 对角线法则:主对角线 - 副对角线
      • n阶通法
  • 应用:解二元线性方程组(克拉默法则的应用)

    • 方法
      • D=a11a12a21a22D=\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}\\ a_{21}&a_{22} \end{vmatrix}
      • D1=b1a12b2a22{\color{red}D_1}=\begin{vmatrix} \color{green}b_{1}&a_{12}\\ \color{green}b_{2}&a_{22} \end{vmatrix}
      • D2=a11b1a21b2{\color{blue}D_2}=\begin{vmatrix} a_{11}&\color{green}b_{1}\\ a_{21}&\color{green}b_{2} \end{vmatrix}
      • {x1=D1Dx2=D2D\left\{\begin{matrix} x_1=\frac{\color{red}D_1}{D}\\ x_2=\frac{\color{blue}D_2}D \end{matrix}\right.
    • 记法
      • 方程组的位置记:{b1=a11x1+a12x2=b1b2=a21x1+a22x2=b2\left\{\begin{matrix} {\color{red}b_1}={\color{red}a_{11}}x_1+{\color{blue}a_{12}}x_2={\color{blue}b_1}\\ {\color{red}b_2}={\color{red}a_{21}}x_1+{\color{blue}a_{22}}x_2={\color{blue}b_2} \end{matrix}\right.
      • b1b2\begin{matrix}b_1\\b_2\end{matrix}依次代替各列

三阶行列式

  • 求值1
  • 求值2(较好用,口算后只用在纸上写两个加法)
  • 应用:解三元线性方程组(克拉默法则的应用)(该章无,额外补充)
    • 方法:
      • D=a11a12a13a21a22a23a31a32a33D=\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}&a_{13}\\ a_{21}&a_{22}&a_{23}\\ a_{31}&a_{32}&a_{33} \end{vmatrix}
      • D1=b1a12a13b2a22a23b3a32a33{\color{red}D_1}=\begin{vmatrix} \color{green}b_{1}&a_{12}&a_{13}\\ \color{green}b_{2}&a_{22}&a_{23}\\ \color{green}b_{3}&a_{32}&a_{33} \end{vmatrix}
      • D2=a11b1a13a21b2a23a31b3a33{\color{blue}D_2}=\begin{vmatrix} a_{11}&\color{green}b_{1}&a_{13}\\ a_{21}&\color{green}b_{2}&a_{23}\\ a_{31}&\color{green}b_{3}&a_{33} \end{vmatrix}
      • D3=a11a12b1a21a22b2a31a32b3{\color{magenta}D_3}=\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}&\color{green}b_{1}\\ a_{21}&a_{22}&\color{green}b_{2}\\ a_{31}&a_{32}&\color{green}b_{3} \end{vmatrix}
      • {x1=D1Dx2=D2Dx3=D3D\left\{\begin{matrix} x_1=\frac{\color{red}D_1}{D}\\ x_2=\frac{\color{blue}D_2}{D}\\ x_3=\frac{\color{magenta}D_3}{D} \end{matrix}\right.
    • 记法
      • b1b2b3\begin{matrix}b_1\\b_2\\b_3\end{matrix}依次代替各列

n阶行列

n阶行列式

  • 定义(求值)
    • 定义:设有n2个数,排成nn列的数表:a11a12a1na21a22a2nan1an2ann作出表中位于不同行不同列的n个数的乘积,并冠以符号(1)t,得到形如(1)ta1p1a2p2anpn的项,(其中p1p2pn为自然数1,2,,n的一个排列,t为这个排列的逆序数.(这样的排列共有n!个,因而项共有n!.这些项的代数和为(1)ta1p1a2p2anpn,称为n阶行列式设有n^2个数,排成n行n列的数表:\\ \begin{matrix} a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\ a_{21}&a_{22}&\cdots&a_{2n}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{nn} \end{matrix}\\ 作出表中位于不同行不同列的n个数的乘积,并冠以符号(-1)^t,得到形如(-1)^ta_{1p_1}a_{2p_2}\cdots a_{np_n}的项,\\ (其中p_1p_2\cdots p_n为自然数1,2,\cdots,n的一个排列,t为这个排列的逆序数.)\\ (这样的排列共有n!个,因而项共有n!个.)\\ 这些项的代数和为\sum(-1)^ta_{1p_1}a_{2p_2}\cdots a_{np_n},称为n阶行列式
    • 记作:D=a11a12a1na21a22a2nan1an2annD=\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\ a_{21}&a_{22}&\cdots&a_{2n}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{nn} \end{vmatrix}
    • 简记:det(aij),其中数aij为行列式D(i,j)\det(a_{ij}),其中数a_{ij}为行列式D的(i,j)元
    • 记法:用脑内动图遍历连线的方式来理解定义,加法因子数量为:全排列数Ann=n!A_n^n=n!
  • 应用:
    • 解n元n列线性方程组(克拉默法则的应用)
    • 作为矩阵性质证明的引理
    • 对矩阵运算的中间过程提供引概念和符号

行列式性质

  • 行列式性质(原版)

    • 行列式【性质1】:行列式与它的转置行列式相等(转置可视为沿主对角线翻转)

      a11a12a1na21a22a2nan1an2ann=D=DT=a11a21an1a12a22an2a1na2nann\begin{vmatrix} a_{11}&\color{blue}a_{12}&\color{blue}\cdots&\color{blue}a_{1n}\\ \color{red}a_{21}&a_{22}&\color{blue}\cdots&\color{blue}a_{2n}\\ \color{red}\vdots&\color{red}\vdots&&\color{blue}\vdots\\ \color{red}a_{n1}&\color{red}a_{n2}&\color{red}\cdots&a_{nn} \end{vmatrix} =D\overset{}= D^T= \begin{vmatrix} a_{11}&\color{red}a_{21}&\color{red}\cdots&\color{red}a_{n1}\\ \color{blue}a_{12}&a_{22}&\color{red}\cdots&\color{red}a_{n2}\\ \color{blue}\vdots&\color{blue}\vdots&&\color{red}\vdots\\ \color{blue}a_{1n}&\color{blue}a_{2n}&\color{blue}\cdots&a_{nn} \end{vmatrix}

    • 行列式【性质1(推论)】:行列式的行与列具有同等地位,凡是对行成立的对列也同样成立,反之亦然

    • 行列式【性质2】:对换行列式的两行(列),行列式变号

    • 行列式【性质2推论】:如果行列式有两行(列完全相同,则此行列式等于零)

    • 行列式【性质3】:行列式的某一行(列)中所有元素都乘同一数k,等于用数k乘此行列式

    • 行列式【性质3推论】:行列式中某一行(列)的所有元素的公因子可以提到行列式记号的外面

    • 行列式【性质4】:行列式如果有两行(列)元素成比例,则此行列式等于零

    • 行列式【性质5】:若行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,则D等于另两个行列式之和(如下)

      (补充:若n阶行列式每个元素都表示成两数之和,则它可以分解成2n2^n个行列式)

      D=a11a12a1nai1+ai1ai2+ai2ain+ainan1an2ann=a11a12a1nai1ai2ainan1an2ann+a11a12a1nai1ai2ainan1an2annD=\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ {\color{red}a_{i1}}+{\color{blue}a'_{i1}}&{\color{red}a_{i2}}+{\color{blue}a'_{i2}}&\cdots&{\color{red}a_{in}}+{\color{blue}a'_{in}}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{nn} \end{vmatrix} =\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ \color{red}a_{i1}&\color{red}a_{i2}&\cdots&\color{red}a_{in}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{nn} \end{vmatrix} +\begin{vmatrix} a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ {\color{blue}a'_{i1}}&\color{blue}a'_{i2}&\cdots&\color{blue}a'_{in}\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{nn} \end{vmatrix}

    • 【性质6】:把行列式的某一行(列)的各元素乘同一数然后加到另一行(列)对应的元素上去,行列式不变

      (补充应用:可以把行列式许多元素化为0,且D非零时必定转换成上(下)三角行列式)

  • 行列式性质(简练归纳版)(row行,column列)

    • 行列式【性质1】D=DTD=D^T
    • 行列式【性质2】rirjDDr_i\leftrightarrow r_j\Rightarrow D\rightarrow-D
    • 行列式【性质2推论】ri=rjD=0r_i=r_j\Rightarrow D=0
    • 行列式【性质3】rikriDkDr_i\rightarrow kr_i\Rightarrow D\rightarrow kD
    • 行列式【性质3推论】riri/k等价于DkDr_i\rightarrow r_i/k等价于D\rightarrow kD'
    • 行列式【性质4】kri=krjD=0kr_i=kr_j\Rightarrow D=0(由性质2、3得)
    • 行列式【性质5】ri=ri+riD=D+Dr_i=r'_i+r''_i\Rightarrow D=D'+D''
    • 行列式【性质6】riri+krjD不变r_i\rightarrow r_i+kr_j\Rightarrow D不变

按行(列)展开

余子式

  • 余子式(只是为了表述方便才定义,没有用,用的都是代数余子式。就像平方的逆运算是算术平方根而非平方根)
    • 定义:(i,j)aij所在的第i行和第j列划去后,留下来的n1阶行列式叫做(i,j)aij的余子式把(i,j)元a_{ij}所在的第i行和第j列划去后,留下来的n-1阶行列式叫做(i,j)元a_{ij}的余子式
    • 记作:MijM_{ij}
  • 代数余子式
    • 定义&记作:Aij=(1)i+jMijA_{ij}=(-1)^{i+j}M_{ij}

代数余子式定理

  • 代数余子式【引理】一个n阶行列式,如果其中第i行所有元素除(i,j)aij外都为零,,那么这行列式等于aij与它的代数余子式的乘积,即D=aijAij一个n阶行列式,如果其中第i行所有元素除(i,j)元a_{ij}外都为零,,那么这行列式等于a_{ij}与它的代数余子式的乘积,即\\ D=a_{ij}A_{ij}

  • 代数余子式【定理1】行列式按行(列)展开法则行列式等于它在任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即D=ai1Ai1+ai2Ai2++ainAinD=a1jA1j+a2jA2j++anjAnj行列式等于它在任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即\\ D=a_{i1}A_{i1}+a_{i2}A_{i2}+\cdots+a_{in}A_{in}\\或\\ D=a_{1j}A_{1j}+a_{2j}A_{2j}+\cdots+a_{nj}A_{nj}

  • 代数余子式【定理1推论】行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式的乘积之和等于零,即ai1Aj1+ai2Aj2++ainAjn=0a1iA1j+a2iA2j++aniAnj=0行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式的乘积之和等于零,即\\ a_{i1}A_{j1}+a_{i2}A_{j2}+\cdots+a_{in}A_{jn}=0\\或\\ a_{1i}A_{1j}+a_{2i}A_{2j}+\cdots+a_{ni}A_{nj}=0

    ==(^这个推论是专门为后面伴随矩阵的求法证明服务的,基本无它用)==易证:展开式还原回行列式后,新行列式必有两行(列)相同

定理补充

  • 应用:简化行列式的计算(非硬解)
  • 证明:通过引理
  • 理解:用脑中动画连线的方法

总结(自增)

符号总结(课本)

符号总结

写法含义
DDnD、D_n行列式、n阶行列式
$\mathbf
det(aij)\det(a_{ij})aija_{ij}组成的行列式
aija_{ij}元素、元、(i,j)(i,j)元
ricir_i、c_i行列式第ii行、第ii
MijM_{ij}余子式
AijA_{ij}代数余子式

定理总结(课本)

行列式性质(简练归纳版)(row行,column列)

  • 行列式【性质1】D=DTD=D^T
  • 行列式【性质2】rirjDDr_i\leftrightarrow r_j\Rightarrow D\rightarrow-D
  • 行列式【性质2推论】ri=rjD=0r_i=r_j\Rightarrow D=0
  • 行列式【性质3】rikriDkDr_i\rightarrow kr_i\Rightarrow D\rightarrow kD
  • 行列式【性质3推论】riri/k等价于DkDr_i\rightarrow r_i/k等价于D\rightarrow kD'
  • 行列式【性质4】kri=krjD=0kr_i=kr_j\Rightarrow D=0(由性质2、3得)
  • 行列式【性质5】ri=ri+riD=D+Dr_i=r'_i+r''_i\Rightarrow D=D'+D''
  • 行列式【性质6】riri+krjD不变r_i\rightarrow r_i+kr_j\Rightarrow D不变

代数余子式定理

  • 代数余子式【引理】一个n阶行列式,如果其中第i行所有元素除(i,j)aij外都为零,,那么这行列式等于aij与它的代数余子式的乘积,即D=aijAij一个n阶行列式,如果其中第i行所有元素除(i,j)元a_{ij}外都为零,,那么这行列式等于a_{ij}与它的代数余子式的乘积,即\\ D=a_{ij}A_{ij}

  • 代数余子式【定1理】行列式按行(列)展开法则行列式等于它在任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即D=ai1Ai1+ai2Ai2++ainAinD=a1jA1j+a2jA2j++anjAnj行列式等于它在任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即\\ D=a_{i1}A_{i1}+a_{i2}A_{i2}+\cdots+a_{in}A_{in}\\或\\ D=a_{1j}A_{1j}+a_{2j}A_{2j}+\cdots+a_{nj}A_{nj}

  • 代数余子式【定理1推论】行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式的乘积之和等于零,即ai1Aj1+ai2Aj2++ainAjn=0a1iA1j+a2iA2j++aniAnj=0行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式的乘积之和等于零,即\\ a_{i1}A_{j1}+a_{i2}A_{j2}+\cdots+a_{in}A_{jn}=0\\或\\ a_{1i}A_{1j}+a_{2i}A_{2j}+\cdots+a_{ni}A_{nj}=0

    ==(^这个推论是专门为后面伴随矩阵的求法证明服务的,基本无它用)==易证:展开式还原回行列式后,新行列式必有两行(列)相同

行列式变换(自增)

数字阵变换

  • 分类1( 线性变换)
    • 整体变换
      • 纵横对称、对角线对称(方阵)
      • 90°旋转、180°旋转
    • 行(列)变换
      • 交换
      • 共运算(四则运算)
    • 元素(区域)变换 / 分割变换(元素变换一般伴随分割变换,不太可能元素改变而整体性质不变)
      • 分割
  • 分类2(非线性变换)
  • 规则
    • 行(列)变换:见行列式性质
    • 元素(区域)变换 / 分割变换:见行列式按行(列)展开法则
    • 整体变换:这个书上没教,我就自己推导出来了,十分好用。具体如下

行列式整体变换

(该部分为自己推导的自己增加的,书上没写但很好用,比如把副对角线三角行列式变为三角行列式等。所以单独作为一章)

(注:表格使用的的符号部分为个人自定义符号,请勿在笔记外外用)

操作补充
镜像(沿主对角线)置换行列式DDDT=DL90My=DR90Mx=DMxL90==DMyR90D^T=D^{L90My}=D^{R90Mx}=D^{MxL90}==D^{MyR90}
镜像(沿副对角线)DDDT=DR90My=DL90Mx=DMxR90=DMyL90D^{T'}=D^{R90My}=D^{L90Mx}=D^{MxR90}=D^{MyL90}
镜像(横向 / 纵向)(1)nD(-1)^nDDMx 或 DMyD^{Mx}~或~D^{My}
旋转(90°)(1)nD(-1)^nDDR90 或 DL90D^{R90}~或~D^{L90}
旋转(180°)DDDR180=DR90R90=DMxMyD^{R180}=D^{R90R90}=D^{MxMy}

常见行列式(自增)

特殊 / 典型n阶行列式(题型)

  • 单位矩阵:主对角线以上和以下的元素都为1的行列式(不用记公式,可用余子式算)

    D=111=1 D= \begin{vmatrix} 1\\ &1\\ &&\ddots\\ &&&1 \end{vmatrix} =1

  • 上(下)三角形行列式:主对角线以上(下)的元素都为0的行列式(不用记公式,可用余子式算)

    D=a11a21a220an1an2ann=a11a22ann D=\begin{vmatrix} a_{11}&&&\\ a_{21}&a_{22}&&0\\ \vdots&\vdots&\ddots&\\ a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{nn} \end{vmatrix} =a_{11}a_{22}\cdots a_{nn}

  • 对角行列式:主对角线以上和以下的元素都为0的行列式(不用记公式,可用余子式算)

    D=a11a22ann=a11a22ann D= \begin{vmatrix} a_{11}\\ &a_{22}\\ &&\ddots\\ &&&a_{nn} \end{vmatrix} =a_{11}a_{22}\cdots a_{nn}

  • 方框行列式(典例):(D1D2根据行列式性质6转换成下三角行列式,可证得把D_1和D_2根据行列式性质6转换成下三角行列式,可证得

    (形式上很像代数余子式的引理,但原理完全完全不同,没有0方就完全不能用)

    D=a11a1k0ak1akkc11c1kb11b1ncn1cnkbn1bnn=D1D2=a11a1kak1akkb11b1kbk1bkk D= \begin{vmatrix} a_{11}&\cdots&a_{1k}\\ \vdots&&\vdots&&0\\ a_{k1}&\cdots&a_{kk}\\ c_{11}&\cdots&c_{1k}&b_{11}&\cdots&b_{1n}\\ \vdots&&\vdots&\vdots&&\vdots\\ c_{n1}&\cdots&c_{nk}&b_{n1}&\cdots&b_{nn} \end{vmatrix} =D_1\cdot D_2= \begin{vmatrix} a_{11}&\cdots&a_{1k}\\ \vdots&&\vdots\\ a_{k1}&\cdots&a_{kk} \end{vmatrix} \cdot \begin{vmatrix} b_{11}&\cdots&b_{1k}\\ \vdots&&\vdots\\ b_{k1}&\cdots&b_{kk} \end{vmatrix}

  • X形4元行列式(典例)

    D2n=a1b1anbncndnc1d1=迭代转换成典例余子式行列式=i=1n(aidibici)=(adbc)n(当只有4元) D_{2n}= \begin{vmatrix} a_1&&&&&b_1\\ &\ddots&&&\cdot\\ &&a_n&b_n\\ &&c_n&d_n\\ &\cdot&&&\ddots\\ c_1&&&&&d_1 \end{vmatrix} =迭代转换成典例余子式行列式=\prod_{i=1}^n(a_id_i-b_ic_i)=(ad-bc)^n(当只有4元)

  • 范德蒙德(Vandermonde)行列式:(证明很妙,类似的范德蒙德法见后总结)

    Dn=111x1x2xnx12x22xn2x1n1x2n1xnn1=2i>j1(xixj) D_n=\begin{vmatrix} 1&1&\cdots&1\\ x_1&x_2&\cdots&x_n\\ x_1^2&x_2^2&\cdots&x_n^2\\ \vdots&\vdots&&\vdots\\ x_1^{n-1}&x_2^{n-1}&\cdots&x_n^{n-1}\\ \end{vmatrix} =\prod_{2\geq i>j\geq1}(x_i-x_j)

对角行列式的各种变形(题型)

很多题都是或能化简成对角行列式/三角行列式的变形形式,这些变形形式依照化简深度从浅到深排序如下:

  • 对角行列式变形(带污染元素)

    D=a1a2kan直接展开? D= \begin{vmatrix} a_{1}\\ &a_{2}\\ &&\ddots\\ k&&&a_{n} \end{vmatrix}\Rightarrow 直接展开?

  • 对角行列式变形(带首列(同元))

    D=a1ka2kan范德蒙德法(归一) D= \begin{vmatrix} a_{1}\\ k&a_{2}\\ \vdots&&\ddots\\ k&&&a_{n} \end{vmatrix}\Rightarrow 范德蒙德法(归一)

  • 对角行列式变形(带首行首列(同元))

    D=1+a111a1a2a1anc1+=a1aici,范德蒙德法(归一) D= \begin{vmatrix} 1+a_1&1&\cdots&1\\ -a_1&a_2\\ \vdots&&\ddots\\ -a_1&&&a_n \end{vmatrix} \Rightarrow c_1+=\frac{a_1}{a_i}c_i,范德蒙德法(归一)

  • 对角行列式变形(两侧填充)

    D=a1a211an范德蒙德法(借行)对角行列式变形(带首行首列) D= \begin{vmatrix} a_{1}\\ &a_{2}&&1\\ 1&&\ddots\\ &&&a_{n} \end{vmatrix}\Rightarrow 范德蒙德法(借行)\Rightarrow 对角行列式变形(带首行首列)

题型总结(自增)

常用方法

求值题
  • 总思路

    • 通过定义硬算,适用:n3n\leq3
      • 使用行列式性质化简,适用:n6的全已知数行列式,行列式的调整、化简n\leq6的全已知数行列式,行列式的调整、化简
      • 使用代数余子式化简,适用:某行的非零元素数3\leq3
  • 凑法(就是不断使用行列式性质化简)

    • 凑上下三角行列式
    • 凑对角行列式
    • 凑对角方块行列式(代数余子式)
    • 凑成其他特殊n阶行列式
  • 范德蒙德法(范德蒙德行列式的求值过程中,性质6妙用方法的变形)

    • 方法核心:使用迭代操作行的方法把第一列消掉>还原剩余数据>重复操作。经常性会一题使用多次范德蒙德法的不同类型使用迭代操作行的方法把第一列消掉 > 还原剩余数据 > 重复操作。\\ 经常性会一题使用多次范德蒙德法的不同类型
    • 借邻(遍历邻行):描述:n/n1行遍历利用邻行,进行ri+krj操作适用:ri=ri1(+×÷)k 或 局部递推结构举例:范德蒙德行列式的求值(ri=ri1r2描述:n/n-1行遍历利用邻行,进行r_i+kr_j操作\\ 适用:r_i=r_{i-1}(+-\times\div)k~或~局部递推结构\\ 举例:范德蒙德行列式的求值(r_i=r_{i-1}\cdot r_2)
    • 借行(遍历某行):描述:n/n1行遍历利用1行,进行ri+krj操作适用:行一结构、行n结构描述:n/n-1行遍历利用1行,进行r_i+kr_j操作\\ 适用:行一结构、行n结构
    • 归一(某行遍历):描述11行遍历利用其余n/n1行,进行ri+krj操作适用1:落子结构描述21行遍历利用其余n/n1行,进行ri+f(aj,rj)操作适用2:行缺结构+撇行为对角行列式描述1:1行遍历利用其余n/n-1行,进行r_i+kr_j操作\\ 适用1:落子结构\\ 描述2:1行遍历利用其余n/n-1行,进行r_i+f(a_{j},r_j)操作\\ 适用2:行缺结构+撇行为对角行列式
  • 性质分析(自创)(这不是一个解题 / 求值方法而是分析方法)

    • 同元结构所有n阶行列式的题都是同元结构。指未知量数量的数量级小于或等于n,而不达n2所有n阶行列式的题都是同元结构。指未知量数量的数量级小于或等于n,而不达n^2

    • 落子结构ck1=ck2,所有列(行)的和相同,因为使用时像每列都受重力掉在n个盒子里,故吾名其落子法适用范德蒙德法(归一)det(aij)变为行一结构\sum c_{k_1}=\sum c_{k_2},所有列(行)的和相同,因为使用时像每列都受重力掉在n个盒子里,故吾名其落子法\\ 适用{\color{red}范德蒙德法(归一)}把\det(a_{ij})变为行一结构

    • 行(列)一结构a1k=1,可以由落子结构通过范德蒙德法(归一)演化而来适用范德蒙德法(借行)来把元变零(基于同元结构)a_{1k}=1,可以由落子结构通过{\color{red}范德蒙德法(归一)}演化而来\\ 适用{\color{red}范德蒙德法(借行)}来把元变零(基于同元结构)

    • 列(行)单结构a11外(=1),a1k=0,可以由递推结构通过范德蒙德法(借邻)演化而来(一般是列单结构)又或者ri不为零的数3下一步几乎必然是使用代数余子式化简a_{11}外(=1),a_{1k}=0,可以由递推结构通过{\color{red}范德蒙德法(借邻)}演化而来(一般是列单结构)\\ 又或者r_i不为零的数\leq3\\ 下一步几乎必然是使用代数余子式化简

    • 列(行)缺结构a11外(=0),ak1=1,可以由递推结构通过范德蒙德法(借邻)演化而来(一般是列缺结构)撇开r1看一般是特殊结构,带特殊行的情况下,下面只能凑上(下)三角结构(a110范德蒙德法(归一)处理掉特殊行(大几率会回溯变回起点,计算过程中出现该结构时一般不这样)a_{11}外(=0),a_{k1}=1,可以由递推结构通过{\color{red}范德蒙德法(借邻)}演化而来(一般是列缺结构)\\ 撇开r_{1}看一般是特殊结构,带特殊行的情况下,下面只能凑上(下)三角结构(a_{11}是0) \\或{\color{red}范德蒙德法(归一)}处理掉特殊行(大几率会回溯变回起点,计算过程中出现该结构时一般不这样)

    • 列(行)特结构首行(列)特殊,除去首行后剩余部分满足一定规律处理同行缺结构首行(列)特殊,除去首行后剩余部分满足一定规律\\ 处理同行缺结构

    • 递推结构ri=ri1(+×÷)k只有下(上)三角满足,属于局部递归结构(其中主对角线必须要满足条件)适用范德蒙德法(借邻)det(aij)变为列单结构/列缺结构r_i=r_{i-1}(+-\times\div)k\\ 只有下(上)三角满足,属于局部递归结构(其中主对角线必须要满足条件)\\ 适用{\color{red}范德蒙德法(借邻)}把\det(a_{ij})变为列单结构/列缺结构

    • 对称结构(转置对称)主对角线对称(转置对称)常伴随落子结构和递推结构对行分析和对列分析是相同的结果,非对称结构行列都要看主对角线对称(转置对称)\\ 常伴随落子结构和递推结构\\ 对行分析和对列分析是相同的结果,非对称结构行列都要看

    • 对称结构(X对称)主对角线对称(转置对称)且副对角线也对称常伴随落子结构和递推结构例:det(aij),其中aij=ij主对角线对称(转置对称)且副对角线也对称\\ 常伴随落子结构和递推结构\\ 例:\det(a_{ij}),其中a_{ij}=|i-j|

证明题

难题

较难

  • p22-2、p22-4、p23-6、p23-7