Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Высшая математика / Uchebno-prakt.posobie (1 chast).pdf
Скачиваний:
193
Добавлен:
20.02.2016
Размер:
1.86 Mб
Скачать

3.2.Определители и их свойства

1.Что называется определителем матрицы второго порядка?

2.Запишите формулы для нахождения решения системы двух линейных уравнений с двумя неизвестными через определители (фор-

мулы Крамера).

4.Запомните правило треугольника для вычисления определителя

третьего порядка.

4.Что называется определителем матрицы n-го порядка (через разложение по строке или столбцу).

5.Запомните свойства определителей n-го порядка:

1)определитель не изменяется при транспонировании его матрицы; поэтому свойства, сформулированные для строк определителя, остаются справедливыми и для его столбцов;

2)при перестановке двух строк определитель меняет знак на противоположный;

3)если определитель содержит две одинаковые строки, то он равен нулю;

4)общий множитель элементов любой строки можно выносить за знак определителя;

5)сумма произведений элементов какой-либо строки определителя на алгебраические дополнения соответствующих элементов другой строки равна нулю;

6)если каждый элемент некоторой строки представляет собой сумму двух слагаемых, то определитель можно представить в

виде суммы двух определителей, в каждом из которых все элементы те же, что и в исходном определителе, за исключением элементов указанной строки, которая в первом определителе состоит из первых слагаемых, во втором – из вторых;

7)определитель не изменится, если к элементам некоторой строки прибавить соответствующие элементы другой строки, умноженные на одно и то же число;

8)если в определителе элементы каких-либо строк пропорцио-

нальны, то он равен нулю; 9) если определитель содержит нулевую строку, то он равен нулю.

148

Тренировочное задание 3.2

1.Вычислить определители:

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

4

99

83

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∆1 =

 

1

2

 

, б) ∆2 =

, в) ∆3 =

0

8 16

0

 

.

 

 

 

 

 

4

5

6

 

 

 

5

8

 

 

7

8

9

 

60

17

134

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

43

106

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Вычислить определители, используя свойства определителей:

а) ∆1 =

 

a b

 

,

 

 

б) ∆2 =

 

 

c d

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

 

 

 

 

 

 

kc

kd

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

8

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13 1 0

7

 

 

 

 

 

в) ∆3 =

 

 

, г) ∆4 =

 

4

5 8

.

 

 

 

0

17

0

24

 

 

 

5

 

3

5

 

 

 

 

 

7

 

4

0

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Пусть А – квадратная матрица четвертого порядка и dеt А = 2. Найти dеt (3А).

5.Вычислить определитель

2

1

3

∆ = 1

1

1

00 5

разложением по элементам: а) первой строки; б) второго столбца; в) третьей строки.

Решение тренировочного задания 3.2

1. а) Так как определитель второго порядка равен произведению элементов главной диагонали минус произведение элементов побочной диагонали, то

1 =

 

1

2

 

= 1 · (-8) – 5 · 2 = – 8 – 10 = – 18.

 

 

 

 

5

8

 

 

149

б) Используя правило треугольника:

получим ∆2 =

 

1

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

5

 

6

=1·5·9 +4·8·3 + 2·6·7 – 7·5·3 – 4·2·9 – 8·6·1 =

 

 

 

 

 

 

 

7

8

 

9

 

= 45 +96 +84 –105 – 72 – 48 = 0;

 

 

4

 

99

83

1

 

от первогостолбца

 

 

 

 

 

1

99

83

 

1

 

 

 

 

 

 

 

0

 

8

16

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

8

16

 

0

 

в) ∆3 =

60

 

17

134

20

 

= вычтем утроенный

 

=

 

 

0

17

134

20

=

 

15

 

43

106

5

 

четвертый столбец

 

 

 

 

 

0

43

106

5

 

 

=

разложим определитель

= 1·

1+1

 

 

8

16

 

0

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

134

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

по первому столбцу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

106

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вынесем за знак определителя

 

1

 

 

 

2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= общий множитель 8

 

 

 

 

= 8·17

134

20

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

106

5

 

 

 

 

 

 

 

элементов первой строки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выносим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= за знак определителя

= 8·5

 

17

134

4

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

множитель,

равный

 

 

 

 

 

 

43

106

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из второго столбца

 

 

 

1

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= вычитаем

 

 

= 40

 

·17

100

 

4

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

20

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удвоенный первый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разлагаем определитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

4

 

 

 

 

 

=

 

по элементам

 

 

 

 

 

 

 

1+1

 

=

 

 

 

 

= 40· 1 (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

первой строки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 40·(100·1– 20·4) = 40·(100 – 80)= 40·20 = 800.

 

 

 

 

 

 

 

 

150

2.а) Так как определитель 1 содержит нулевую строку, то он равен

нулю; б) так как строки определителя 2 пропорциональны, то он равен

нулю; в) так как определитель 3 содержит нулевой столбец, то он равен

нулю; г) так как элементы третьей строки определителя 4 равны сумме

соответствующих элементов первой и второй строки, то определитель равен нулю.

3.Так как при умножении матрицы А на 3 каждый элемент матрицы А умножается на 3, то в каждой из четырех строк матрицы А п о- является общий множитель 3, поэтому за знак определителя вы-

несется

множитель

34 =81.

Значит,

det(3A) = 34

det A = 81 2 =162 .

 

 

 

4.а) Применив теорему о разложении определителя к первой строке, получим

= a11(1)1+1 M11 + a12 (1)1+2 M12 + a13 (1)1+3 M13 =

 

1+1

 

1

1

 

1+2

 

1

1

 

1+3

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

= (2)

(1)

 

0

5

 

+1 (1)

 

0

5

+3

(1)

=

0

0

=

= −2 (1 5 0 1) 1 (1 5 0 1) +3 (1 0 1 0) = −10 5 = −15;

б) применив теорему о разложении определителя ко второму столбцу, получим

∆ = a12 (1)1+2 M12 +a22 (1)2+2 M 22 +a32 (1)3+2 M32 =

1+2

 

1

1

 

2+2

 

2 3

 

 

 

 

 

=1 (1)

 

0

5

+1 (1)

 

 

0 5

+0 =

= −(1 5) +(2 5 0 3) = −5 10 = −15.

в) применив теорему о разложении определителя к третьей строке, получим

151