为高职院校学生介绍的行列式计算方法

(整期优先)网络出版时间:2009-10-20
/ 1

为高职院校学生介绍的行列式计算方法

仲盛

仲盛(江阴职业技术学院成教院)

摘要:本文根据高职学生的高数基础及需要,通过具体实例介绍了行列式计算的几种方法。

关键词:行列式三角行列式

0引言

行列式是高职院校高等数学课程里基本而重要的内容之一,计算行列式是行列式学习的重点。但是由于高职的高等数学课本内容比较简单,大部分高职学生数学基础又比较薄弱,使得他们计算行列式的方法单一,技巧缺乏,从而在计算本就形式丰富,题型多变的行列式时显得吃力。笔者根据多年的高职教学经验,针对高职院校学生的高数基础,介绍几种行列式计算方法。

1化三角法

用行列式的性质将原行列式化为上(下)三角形行列式或对角形行列式,是计算三阶及三阶以上行列式基本方法和重要方法之一。

例1计算n阶行列式

解:含字母的行列式若直接化三角,会产生复杂的分数,庞大的计算量会造成解题困难甚至无法计算出结果。这种主对角线元素相同,其余元素相同的题型,可将第2行直至最后一行加到第一行,再化三角

2降阶法

用行列式的性质使某行或某列零元素充分多,再按该行该列展开。

例2计算行列式

化三角和降阶法是计算行列式的重要方法,甚至是有的高职学生仅会的方法,这显然是不够的。

3加边法

有时为了计算行列式,在保值的前提下特意把原行列式加上一行一列使之更容易计算,这种计算行列式的方法称为加边法。加边法适用于所加边的元素与原行列式中的元素有相等或倍数关系等,或原行列式中有”大片”元素相同的行列式。

4拆项法

由行列式拆项性质,将已知行列式拆成若干个行列式之和,计算各个行列式的值后再计算原式之值为拆项法。

5递推法

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与n-1阶)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。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。

6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。

通过上述例题的计算也可以看到计算一个行列式的值不仅局限一种方法,甚至有时要综合用到多种方法才能求出其值。因此,计算行列式时,要针对行列式的结构特点,选取恰当的方法,才能较快地算出行列式。

7利用软件Matlable软件计算

在软件Matlable中,数据是以矩阵形式贮存和运算的,在输入行列式矩阵后,用函数det求职。

用该软件计算行列式虽然方便简单,但是不能起到锻炼学生的计算能力和思维能力的作用,不作为主要方法介绍,仅供参考。

参考文献:

[1]朱长坤.应用高等数学基础.上海交通大学出版社.2005.189.