医用线性代数(全国中医药行业高等教育“十四五”创新教材)
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四、n阶行列式

有了排列的一些基础知识,就可以在分析三阶行列式表达式特点的基础上给出n阶行列式的定义。

由三阶行列式的运算结果可以看出,三阶行列式的值由6项(3!项)构成,每一项都是取自不同行不同列的3个元素的积。而三级排列共有6个,在书写时可以把每项元素的行标排成123自然排列。

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列标j1j2j3要取遍所有三级排列。这6项中一半的项带正号,一半的项带负号,项的符号与列标排列的奇偶有对应关系。显然123、231、312都为偶排列,321、213、132都为奇排列。当j1j2j3为偶排列时前面带正号,相反带负号,故每项前所带符号可以表示为img。从而,三阶行列式可以表示为所有取自不同行不同列的三个元素的乘积img的代数和,即

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其中,∑表示把所有项img加起来,而j1j2j3要取遍所有三级排列。

二阶行列式亦有相同的结论,img。故由此得到n阶行列式的记号和运算。

定义1-8 n×n个数排成nn列,按如下方法计算其值的记号称为n阶行列式。

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其中,j1j2j3jn取遍所有n级排列,aij称为第i行第j列的元素。

n阶行列式是所有取自不同行不同列的n个元素的乘积img代数和,各项符号由列标n级排列j1j2jn的奇偶性决定,偶排列带正号,奇排列带负号。

n阶行列式在n>3时,不能使用对角线法则计算。

例1-4 计算行列式img的值。

解 此行列式中有很多元素为0,则通项img中就有很多项为0,只需找出所有元素都不为0的项加起来即可。

由于每项取自不同的行与不同的列,第一行只有选a1n才不为0,第二行只有选a2,n-1,第三行只有选a3,n-2,…,第n行只能选an1,这样n!项中只有a1na2,n-1an1这一项不为0,故行列式值为

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练习

1.计算下列行列式的值。

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2.计算以下排列的逆序数,从而判断它们的奇偶性。

(1)4132

(2)35412

3.在六阶行列式中,a21a53a16a42a65a34这一项应该带什么符号?

4.写出四阶行列式中含有因子a11a23的项。

5.已知img是关于x的一次多项式,求该式中x的系数。