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工程数学线性代数同济大学第五版课后习题答案(完整书签)1
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第一章 行列式1. 利用对角线法则计算下列三阶行列式:(1)解=2×(−4)×3+0×(−1)×(−1)+1×1×8−0×1×3−2×(−1)×8−1×(−4)
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第一章 行列式
1. 利用对角线法则计算下列三阶行列式:
(1)
381
141
102
−
−−
;
解
381
141
102
−
−−
=2×(−4)×3+0×(−1)×(−1)+1×1×8
−0×1×3−2×(−1)×8−1×(−4)×(−1)
=−24+8+16−4=−4.
(2)
bac
acb
cba
;
解
bac
acb
cba
=acb+bac+cba−bbb−aaa−ccc
=3abc−a
3
−b
3
−c
3
.
(3)
222
111
cba
cba
;
解
222
111
cba
cba
=bc
2
+ca
2
+ab
2
−ac
2
−ba
2
−cb
2
=(a−b)(b−c)(c−a).
(4)
yxyx
xyxy
yxyx
+
+
+
.
解
yxyx
xyxy
yxyx
+
+
+
=x(x+y)y+yx(x+y)+(x+y)yx−y
3
−(x+y)
3
−x
3
=3xy(x+y)−y
3
−3x
2
y−x
3
−y
3
−x
3
=−2(x
3
+y
3
).
2. 按自然数从小到大为标准次序, 求下列各排列的逆序数:
(1)1 2 3 4;
解 逆序数为 0
(2)4 1 3 2;
解 逆序数为 4: 41, 43, 42, 32.
(3)3 4 2 1;
解 逆序数为 5: 3 2, 3 1, 4 2, 4 1, 2 1.
(4)2 4 1 3;
解 逆序数为 3: 2 1, 4 1, 4 3.
(5)1 3 ⋅ ⋅ ⋅ (2n−1) 2 4 ⋅ ⋅ ⋅ (2n);
解 逆序数为
2
)1(
−
nn
:
3 2 (1 个)
5 2, 5 4(2 个)
7 2, 7 4, 7 6(3 个)
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
(2n−1)2, (2n−1)4, (2n−1)6, ⋅ ⋅ ⋅, (2n−1)(2n−2) (n−1 个)
(6)1 3 ⋅ ⋅ ⋅ (2n−1) (2n) (2n−2) ⋅ ⋅ ⋅ 2.
解 逆序数为 n(n−1) :
3 2(1 个)
5 2, 5 4 (2 个)
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
(2n−1)2, (2n−1)4, (2n−1)6, ⋅ ⋅ ⋅, (2n−1)(2n−2) (n−1 个)
4 2(1 个)
6 2, 6 4(2 个)
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
(2n)2, (2n)4, (2n)6, ⋅ ⋅ ⋅, (2n)(2n−2) (n−1 个)
3. 写出四阶行列式中含有因子 a
11
a
23
的项.
解 含因子 a
11
a
23
的项的一般形式为
(−1)
t
a
11
a
23
a
3r
a
4s
,
其中 rs 是 2 和 4 构成的排列, 这种排列共有两个, 即 24 和 42.
所以含因子 a
11
a
23
的项分别是
(−1)
t
a
11
a
23
a
32
a
44
=(−1)
1
a
11
a
23
a
32
a
44
=−a
11
a
23
a
32
a
44
,
(−1)
t
a
11
a
23
a
34
a
42
=(−1)
2
a
11
a
23
a
34
a
42
=a
11
a
23
a
34
a
42
.
4. 计算下列各行列式:
(1)
7110
02510
2021
4214
;
解
7110
02510
2021
4214
0100
142310
2021
10214
7
32
34
−
−−
−
−
======
cc
cc
34
)1(
14310
221
1014
+
−×
−
−−
=
14310
221
1014
−
−
= 0
141717
200
1099
32
3
2
1
1
=−
+
+
======
cc
cc
.
(2)
2605
2321
1213
1412
−
;
解
2605
2321
1213
1412
−
2605
0321
2213
0412
24
−
−
=====
cc
0412
0321
2213
0412
24
−
−
=====
rr
0
0000
0321
2213
0412
14
=
−
−
=====
rr
.
(3)
efcfbf
decdbd
aeacab
−
−
−
;
解
efcfbf
decdbd
aeacab
−
−
−
ecb
ecb
ecb
adf
−
−
−
=
abcdefadfbce 4
111
111
111
=
−
−
−
=
.
(4)
d
c
b
a
100
110
011
001
−
−
−
.
解
d
c
b
a
100
110
011
001
−
−
−
d
c
b
aab
arr
100
110
011
010
21
−
−
−
+
+
=====
d
c
aab
10
11
01
)1)(1(
12
−
−
+
−−=
+
010
11
1
23
−
+−
+
+
===== cdc
adaab
dcc
cd
adab
+−
+
−−=
+
11
1
)1)(1(
23
=abcd+ab+cd+ad+1.
5. 证明:
(1)
111
22
22
bbaa
baba
+
=(a−b)
3
;
证明
111
22
22
bbaa
baba
+
001
222
2222
12
13
ababa
abaaba
cc
cc
−−
−−
−
−
=====
abab
abaab
22
)1(
222
13
−−
−−
−=
+
21
))((
aba
abab
+
−−=
=(a−b)
3
.
(2)
yxz
xzy
zyx
ba
bzaybyaxbxaz
byaxbxazbzay
bxazbzaybyax
)(
33
+=
+++
+++
+++
;
证明
bzaybyaxbxaz
byaxbxazbzay
bxazbzaybyax
+++
+++
+++
bzaybyaxx
byaxbxazz
bxazbzayy
b
bzaybyaxz
byaxbxazy
bxazbzayx
a
++
++
++
+
++
++
++
=
bzayyx
byaxxz
bxazzy
b
ybyaxz
xbxazy
zbzayx
a
+
+
+
+
+
+
+
=
22
zyx
yxz
xzy
b
yxz
xzy
zyx
a
33
+=
yxz
xzy
zyx
b
yxz
xzy
zyx
a
33
+=
yxz
xzy
zyx
ba )(
33
+= .
(3) 0
)3()2()1(
)3()2()1(
)3()2()1(
)3()2()1(
2222
2222
2222
2222
=
+++
+++
+++
+++
dddd
cccc
bbbb
aaaa
;
证明
2222
2222
2222
2222
)3()2()1(
)3()2()1(
)3()2()1(
)3()2()1(
+++
+++
+++
+++
dddd
cccc
bbbb
aaaa
(c
4
−c
3
, c
3
−c
2
, c
2
−c
1
得)
523212
523212
523212
523212
2
2
2
2
+++
+++
+++
+++
=
dddd
cccc
bbbb
aaaa
(c
4
−c
3
, c
3
−c
2
得)
0
2212
2212
2212
2212
2
2
2
2
=
+
+
+
+
=
dd
cc
bb
aa
.
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