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2025第一章
行列式第一部分 知识点解析
一、行列式的定义
1.定义 n 阶行列式是不同行不同列的 n 个元素乘积的代数和,即
D
a
a
a
1
2
n
1
1
1
a
a
a
1
2
n
2
2
2
a
a
a
1
2
n
n
n
n
j
1
j
2
j
n
( 1 )
( j
1
j
2
j
n
)
a
1 j
1
a
2 j
2
a
n j
n
= =
−2.几种特殊行列式
(1)
a
a
1
2
1
1
a
a
1
2
2
2
= a
1 1
a
2 2
− a
1 2
a
2 1
.
a a a
11 12 13
(2) .
a a a = a a a + a a a + a a a − a a a − a a a − a a a
21 22 23 11 22 33 12 23 31 13 21 32 13 22 31 12 21 33 11 23 32
a a a
31 32 33
注:对于 n ( n 3 )阶行列式对角线法则不再成立.
(3)
D =
a
1 1
a
2 2
a
n n
=
a
1 1
a
a
1
2
2
2
a
a
a
1
2
n
n
n
n
=
a
a
a
1
2
n
1
1
1
a
a
2
n
2
2
a
n n
= a
1 1
a
2 2
a
n n
.(4) D =
a
n 1
a
2 , n − 1
a
1 n
=
a
n 1
a
a
2
n
,
,
n
n
−
−
1
1
a
a
a
1
2
n
n
n
n
=
a
a
a
1
2
n
1
1
1
a
a
1
2
,
,
n
n
−
−
1
1
a
1 n
=
(
− 1
)
n ( n
2
− 1 )
a
1 n
a
2 , n − 1
a
n 1
.
(5)范德蒙行列式
a
1
a
n
1
1
− 1 a
a
1
n
2
2
− 1 a
a
1
n
n
n
− 1
=
1
j i n
( a
i
− a
j
) .(6)拉普拉斯展开式
A
O
O
B
=
A
C
O
B
=
A
O
C
B
= A B ,
O
B
A
O
=
C
B
A
O
=
O
B
A
C
=
(
− 1
) m n
A B .
其中 A ,B .这里的 A, B,C, D为矩阵,而并不是数,且
mm nn
A
C
B
D
A D − B C .二、行列式的性质
性质 1(转置不变)行列式与其转置行列式相等,即 D = D T .
性质 2(换行(列)反号)对调两行(或列)行列式改变符号.
推论 如果行列式里存在两个相同的行(列),则行列式为 0.性质 3(数乘乘行(列))行列式的某一行(或列)中所有元素都乘以同一个
数相当于用数乘以此行列式.
性质 4(成比例为零)行列式中如果有两行(或列)元素成比例,则此行列
式等于零.性质 5(拆分拆行(列))行列式的某行(或列)的每个元素皆为两数之和
时,行列式可分解为两个行列式,即
a
i 1
a
a
+
1
n
1
1
b
i 1
a
i 2
a
a
+
1
n
2
2
b
i 2
a
i n
a
a
+
1
n
n
n
b
i n
=
a
a
a
1
i
n
1
1
1
a
a
a
1
i
n
2
2
2
a
a
a
1
i
n
n
n
n
+
a
b
a
1
i
n
1
1
1
a
b
a
1
i
n
2
2
2
a
b
a
1
i
n
n
n
n
.性质 6(倍加不变)行列式的某行(或列)的倍数加到另一行(或列),行列
式不变.三、余子式与代数余子式
n 阶行列式中把元素 a
i j
所在的第 i 行和第 j 列划去剩余的 n − 1 阶行列式叫
做 a
i j
的余子式,记作M .
ij
A
i j
= ( − 1 ) i + j M
i j
称为元素 a
i j
的代数余子式.四、行列式按行(列)展开定理
行列式等于行列式某行(或列)元素与其对应的代数余子式之积的和,即
D = a
i 1
A
i 1
+ a
i 2
A
i 2
+ + a
i n
A
i n
( i = 1 , 2 , , n ) ,(按第 i 行展开)
D = a
1 j
A
1 j
+ a
2 j
A
2 j
+ + a
n j
A
n j
( j = 1 , 2 , , n ) .(按第 j 列展开)
推论 a A + a A + + a A = 0 (i j);
i1 j1 i2 j2 in jn
a
1 i
A
1 j
+ a
2 i
A
2 j
+ + a
n i
A
n j
= 0 ( i j )考点 求某行(列)代数余子式的线性组合五、矩阵的行列式
1.若 A 是 n 阶矩阵,则 k A = k n A .
2.若 A , B 均为n阶矩阵,则 AB = A B .
3.若 A是 n 阶矩阵,则 A * = A
n − 1
.
1
−1
4.若 A是可逆矩阵,则 A = .
A5.若
1
,
2
, ,
n
是矩阵 A 的 n 个特征值,则 A
1 2 n
= .
6.若 A 与B相似, A = B .
7. A = 0 A有特征值 0 A 不可逆 A 为奇异矩阵 R ( A ) n (降秩).
A 0 A 无特征值 0 A 可逆 A 为非奇异矩阵 R ( A ) = n (满秩).
8. E − A = A −E = 0 A有特征值.题型一、低阶具体行列式的计算(★★)
解题思路: 低阶(4、5 阶)的具体行列式计算应利用性质,将行列式
1. 化为易求行列式(上三角、范德蒙);
2. 消 0 用展开定理展开;
3. 化为拉普拉斯行列式.x − 2 x − 1 x − 2 x − 3
2x − 2 2x − 1 2x − 2 2x − 3
【例1.1】 设 f (x) = ,则
3x − 3 3x − 2 4x − 5 3x − 5
4x 4x − 3 5x − 7 4x − 3
f ( x ) = 0 的根的
个数为_______个.a + x a a a
1 2 3 4
− x x 0 0
【例1.2】 计算行列式 .
0 − x x 0
0 0 − x x【例1.3】 计算行列式 D =
b +
a
a
a
c
2
3
+ d a +
b
b
b
c
2
3
+ d a +
c
c
c
b
2
3
+ d a +
d
d
d
b
2
3
+ c
.【例1.4】 设四阶行列式
−
0
2
2
3
− 1
−
a
2
−
1
a
−
1
1
2
4
− 1 −
1
b
b
2 b
0 ,则( ).
(A) b 0
1
(B)a − (C)
2
b = 0
1
或a = − (D)
2
b 0
1
且a −
2题型二、 n 阶具体型行列式的计算(★★)
解题思路—— n 阶具体型行列式除了用性质化成易求行列式外,还有 2
个重要方法:一是递推法;二是数学归纳法.【例1.5】 设n阶行列式
D
n
+
0
0
0
+
0
0
0
+
0
0
0
0
0
+
0
0
0
+
=
( ),证明 D
n
n 1 n 1
=
+
−
−
+
.【例1.6】 n 阶行列式
−
2
0
0
1
0
2
0
0 −
0
0
2
1
2
2
2
2
= .题型三、抽象型行列式的计算(★★★)
解题思路:抽象型行列式常见的方法有:
思路 1——应用行列式的性质进行计算;
思路 2——利用矩阵的运算、向量运算、伴随矩阵或可逆矩阵的性质
进行运算;
思路 3——用矩阵的特征值或者矩阵的相似关系进行计算.【例1.7】 设 Α , Β 是 n 阶方阵,则必有( ).
(A) − Α − 1 = − Α − 1 (B) ( Α Β ) k = Α k Β k (C) Α Β = Β Α (D) Α = Α n − 1【例1.8】 设Α为 n 阶矩阵, k 是非零常数,则
(
k Α
)
= ( ).
n−1 (A)k Α (B) k Α n − 1 (C) k n ( n − 1 ) n − 1 (D) k n − 1 Α n − 1【例1.9】 设 A 是 n 阶矩阵,满足 A A T = E ( E 是 n 阶单位阵, A T 是 A 的
转置矩阵), A 0 ,求 A + E .【例1.10】 已知 A 是 3 阶矩阵,E 是 3 阶单位矩阵,如果 A , A − 2 E ,
3 A + 2 E 均不可逆,则 A + E = _________.题型四、代数余子式的相关计算(★★)
解题思路:跟代数余子式有关的题目应想到两点:
思路 1——行列式展开定理:
D = a
i 1
A
i 1
+ a
i 2
A
i 2
+ + a
i n
A
i n
( i = 1 , 2 , , n ) ;特别地,如果要求某行或
某列代数余子式的线性组合,应还原成一个行列式计算;
思路 2——伴随矩阵A* ,由 A 中所有代数余子式转置排列而成.【例1.11】 设 A = ( a
i j
) 是 3 阶非零矩阵, A 为 A 的行列式, A
i j
为a 的
ij
代数余子式,若 a
i j
+ A
i j
= 0 ( i , j = 1 , 2 , 3 ) ,则 A = ______.【例1.12】 设 D
4
=
1
5
2
6
2
6
3
7
3
7
4
8
4
8
5
9
, A
i 2
为 D
4
中元素 a
i 2
的代数余子式
( i = 1 , 2 , 3 , 4 ) ,则 3 A
1 2
+ 7 A
2 2
+ 4 A
3 2
+ 8 A
4 2
= ____________.【例1.13】 若 A =
1
3
0
0
0
5
0
0
0
0
4
0
−
0
0
1
6
,则 A + A + A + A = .
11 22 33 44题型五、判断 A 是否为 0(一般为抽象型行列式)(★★)
解题思路:判断一个行列式是否为零的问题,常用的思路有:
思路 1——利用行列式对应的矩阵的秩判断,若矩阵不是满秩矩阵则
对应行列式为零;
思路 2——判断行列式对应的矩阵是否有 0 特征值,若有则对应行列
式为零;
思路 3——采用反证法进行证明判断;
思路 4——若能得到 A = − A 或者 A = l A ( l 1 ),则可判断 A = 0 .【例1.14】 设 A 是 m n 矩阵, B 是 n m 矩阵,则( ).
(A)当m n时,必有行列式 A B 0 (B)当 m n 时,必有行列式 A B = 0
(C)当n m时,必有行列式 AB 0 (D)当n m时,必有行列式 A B = 0【例1.15】 已知 A 为 n 阶矩阵,满足 A 2 = A ,且 A E ,证明 A = 0 .