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高等代数教学辅导

3.4 Cramer法则

建设中!

练习 练习

基础题.

1.
\(a,b,c\)是数域 \(\F\)上互不相同的常数,解线性方程组
\begin{equation*} \left\{\begin{array}{ccl} x_1+ax_2+a^2x_3=a^3,\\ x_1+bx_2+b^2x_3=b^3,\\ x_1+cx_2+c^2x_3=c^3. \end{array}\right. \end{equation*}
2.
讨论当 \(a,b,c\)满足什么条件时,线性方程组
\begin{equation*} \left\{\begin{array}{ccl} ax_1-2x_2-x_3&=&1,\\ 2x_1+x_2+x_3&=&b,\\ 10x_1+5x_2+4x_3&=&c, \end{array}\right. \end{equation*}
有唯一解、无解、有无穷多解?有解时求出其解。

提高题.

3.
利用线性方程组理论证明:一元 \(n\)次多项式不能有多于 \(n\)个互异的根。
4.
\(a_1,\ldots,a_n\)是数域 \(\F\)\(n\)个不同的数,则对于任意 \(b_1,\ldots ,b_n\in\F\),存在唯一的次数小于 \(n\) 的多项式
\begin{equation*} L(x)=\sum\limits_{i=1}^n b_i\prod\limits_{j\neq i}\frac{x-a_j}{a_i-a_j}, \end{equation*}
满足对于任意的 \(i(1\leq i\leq n)\) ,都有
\begin{equation*} L(a_i)=b_i. \end{equation*}
提示.
要证明插值多项式的存在、唯一性,只需证明存在唯一的 \(c_0,\ldots ,c_{n-1}\),使得
\begin{equation*} \left\{\begin{array}{c} L(a_1)=c_0+c_1a_1+c_2a_1^2+\cdots+c_{n-1}a_1^{n-1}=b_1,\\ L(a_2)=c_0+c_1a_2+c_2a_2^2+\cdots+c_{n-1}a_2^{n-1}=b_2,\\ \cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\\ L(a_n)=c_0+c_1a_n+c_2a_n^2+\cdots+c_{n-1}a_n^{n-1}=b_n, \end{array}\right. \end{equation*}
即证线性方程组
\begin{equation*} \left\{ \begin{array}{c} x_0+a_1x_1+a_1^2x_2+\cdots+a_1^{n-1}x_{n-1}=b_1,\\ x_0+a_2x_1+a_2^2x_2+\cdots+a_2^{n-1}x_{n-1}=b_2,\\ \cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\\ x_0+a_nx_1+a_n^2x_2+\cdots+a_n^{n-1}x_{n-1}=b_n, \end{array}\right. \end{equation*}
有且只有唯一解。
5.
\((x_1,y_1)\)\((x_2,y_2)\)是坐标平面上两个不同点的坐标,证明:由这两个点确定的直线方程为
\begin{equation*} \begin{vmatrix} x & y & 1\\ x_1 & y_1 & 1\\ x_2 & y_2 & 1\\ \end{vmatrix} = 0. \end{equation*}
结合行列式的几何意义给出上述公式的几何解释。