线代第一章第四课:行列式的性质

转置行列式

把上面行列式按照主对角线翻转后结果如下,使用来表示:

转置后,在转置

性质一

行列地位相同,对行性质,队列性质

证明:

现有一个上三角行列式如下

转置后为下三角行列式

所以

性质二:

用k乘以D的某一行元素,等于用k乘以D

证明:

如下有一个4阶行列式,结果是主对角线相乘

将第一行元素都乘以 k,第一行第一列为1,其他项目均为0,则行列式如下:

所以

如果有n行都乘以k,则

性质三:

交换两行(列)行列式,D值符号改变

证明:

如下有一个3阶行列式,按行展开,依据列标排列统计逆序数,1后面为0,2后面为0,3后面为0, 则逆序数为0+0+0

第一行和第二行交换,按行展开,依据列标排列统计逆序数,2后面为1,1后面为0,3后面为0, 则逆序数为1+0+0

所以

性质四:

D的某一行为两数之和,则表示成两个行列式的和。

证明:

现有三阶行列式,第二行为第一列为 , 第二行第二列为 , 第二行第二列为

根据三阶行列式,展开结果如下:

将每一项拆分为含 的两部分:

上述两部分分别对应两个三阶行列式 D1​ 和 D2​:

因此, 即原行列式可拆分为两个行列式的和。

性质五:

将行列式的某一行(列),乘以一个数k加到另一行,行列式的值不变

证明:

构造三阶行列式D

将 D 的第 2 行乘以 k 加到第 1 行,得到新行列式 D′:

根据 "某一行是两数之和的行列式可拆分为两个行列式的和",将 D′ 拆分为 D1​+D2​

观察 D2​,其第 1 行是第 2 行的 k 倍(两行成比例)。根据行列式性质:"若行列式有两行(列)成比例,则行列式值为 0,因此 D2​=0。

结合上述结果,D′=D+0=D,即 "将行列式某一行乘以数 k 加到另一行,行列式值不变"

对称行列式

若行列式 D 满足 转置等于自身 (即),则称 D 为对称行列式

,转置后

,且元素满足 a12​=a21​=2、a13​=a31​=3 等。

若行列式 D 满足 转置等于自身 (即 DT=D),则称 D 为对称行列式

从元素角度看:对称行列式的元素满足 aij​=aji​(i,j 为任意行、列下标)。

反对称行列式:

若行列式 D 满足 转置等于自身的相反数 (即 ),则称 D 为反对称行列式

从元素角度看:反对称行列式的元素满足 ​(i,j 为任意行、列下标),且主对角线元素 aii​=0(令 i=j,则 aii​=−aii​,故 aii​=0)。

,转置后

,且主对角线元素均为 0,满足

等。

奇数阶反对称行列式值为 0

若 D 是 n 阶反对称行列式(n 为奇数),则 ,但行列式转置后值不(DT=D),故 D=−D,2D=0,即 D=0;

偶数阶反对称行列式值为完全平方数

内容来源-B站宋浩老师

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