一般说来,低阶行列式的计算比高阶行列式的计算要简便,于是,我们自然地考虑到利用低阶行列式来表示高阶行列式的问题,为此,先引进余子式和代数余子式的概念。
在n阶行列式中,把元素
所在的第
行和第
列划去后,留下来的
阶行列式叫做元素
的余子式,记作
;记
,
叫做元素
的代数余子式。
例如四阶行列式
中的元素
的余子式和代数余子式分别为
引理 一个n阶行列式,如果其中第
行所有元素除
外都为零,那么这行列式等于
与它的代数余子式的乘积,即
。
证 先证
位于第1行第1列的情形,此时
这种情形,明显有
,
又
,从而
。
再证一般情形,此时
将第在
行与第1行对调,调换次数为
;再将第
与第1列对调,调换次数为
。经过
调换,将
调到左上角,所得的行列式
,而元素
在
中的余子式仍然是
在
中的余子式
。
由于
位于
的左上角,利用前面的结果,有
,于是
。
定理 行列式等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即
或
证
根据引理,即得:
类似地,若按列证明,可得
证毕。
这个定理叫做行列式按行(列)展开法则。利用这一法则并结合行列式的性质,可以简单化行列式的计算。
例
保留
,把第3行其余元素变为0,然后按第3行展开:
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