主要内容

高等代数教学辅导

3.1 行列式的展开式定义

建设中!

练习 练习

基础题.

1.
计算 \(3\)阶行列式 \(\begin{vmatrix} 1&-1&-1\\ 1&1&-1\\ 1&1&1 \end{vmatrix}\)
2.
求排列\(n,n-1,\ldots,1\)的逆序数,并指出其奇偶性。
3.
\(j_1,\ldots,j_n\)\(1,\ldots ,n\)的一个排列,证明:
\begin{equation*} \tau(j_1,\ldots ,j_{n-1},j_n)=\tau(j_1,\ldots ,j_{n-1})+(n-j_n). \end{equation*}
4.
若排列 \(j_1,\ldots ,j_n\)的逆序数为 \(r\),求排列 \(j_n,j_{n-1},\ldots ,j_1\)的逆序数。
5.
\(n\)阶行列式的反对角线上\(n\)个元素的乘积一定带负号吗?
6.
\(A=\left(a_{ij}\right)_{4\times 4}\),请写出 \(4\)阶行列式 \(\det A\)中取正号且含\(a_{32}a_{41}\)的项。
7.
按定义计算行列式:
  1. \(\begin{vmatrix} 0&1&0&\cdots&0\\ 0&0&2&\cdots&0\\ \vdots&\vdots&\vdots&&\vdots\\ 0&0&0&\cdots&n-1\\ n&0&0&\cdots&0 \end{vmatrix}\)
  2. \(\begin{vmatrix} 0&\cdots&0&1&0\\ 0&\cdots&2&0&0\\ \vdots&&\vdots&\vdots&\vdots\\ n-1&\cdots&0&0&0\\ 0&\cdots&0&0&n \end{vmatrix}\)
  3. \(\left|\begin{array}{cccccc} \alpha&\beta&0&\cdots&0&0\\ 0&\alpha&\beta&\cdots&0&0\\ \vdots&\vdots&\vdots&&\vdots&\vdots\\ 0&0&0&\cdots&\alpha&\beta\\ \beta&0&0&\cdots&0&\alpha \end{array}\right|\)
8.
\(A\)\(n\) 阶复矩阵,证明: \(\det \overline{A}=\overline{\det A}\)

提高题.

9.
\begin{equation*} f(x)= \begin{vmatrix} -4x & x & 1 & 2x\\ 3 & x & -1 & 1\\ 2 & 3 & -x & 1\\ 1 & 1 & 1 & -2x \end{vmatrix}, \end{equation*}
\(f (x)\)\(x^4\)\(x^3\)的系数并说明理由。
10.
\(A=\left(a_{ij}\right)_{n\times n}\)\(n\)阶方阵, \(x\)是未定元,
\begin{equation*} f(x)=\det\left(xE_n-A\right), \end{equation*}
证明: \(f(x)\)是一个首项系数为\(1\)\(n\)次多项式,且 \(n-1\) 次项系数为 \(-tr(A)\)
11.
\(A=\left(a_{ij}\right)_{n\times n},B=\left(b_{ij}\right)_{n\times n}\),其中\(a_{ij},b_{ij}\)都是整数且奇偶性相同,证明: \(\det A\)\(\det B\)奇偶性也相同。
12.
\(n\geq 2\),证明:如果\(n\)阶矩阵\(A\)的元素为\(1\)\(-1\),那么\(\det A\)必为偶数。

挑战题.

13.
\(A=\left(a_{ij}\right)_{3\times 3}\)\(3\)阶实方阵,且\(\left|a_{ij}\right|=1\),证明:\(\left|\det A\right|\leq 4\)

Sage相关.

14.
写一个函数,以自然数\(n\)为输入,输出\([n]=\{0,\ldots,n-1\}\)的所用排列(用列表表示排列)。
15.
写一个函数,以排列(列表)为输入,实现inversions()函数的功能。
16.
写一个函数,以排列(列表)\(i_1,\ldots,i_n\)为输入,输出\(j_1,\ldots,j_n\)
17.
写一个函数,以排列(列表)为输入,实现is_even()函数的功能。
18.
写一个函数,以方阵为输入,利用展开式定义,输出矩阵行列式。比较新写的函数与sage自带det函数的运行时间,其中运行时间可以用类似下面的代码获得。