愚人節不會騙你的?是數學,不信?線代中最重要行列式你會不會

2021-01-11 小木頭講數學

愚人節不會騙你的?是數學,不信?線代中最重要行列式計算你會不會。數學不會,你就真的是不會。不信來看看。

同濟大學數學院

今天上午有個小夥伴,她在求特徵值,套公式列出式子後,歸結到最後是一道行列式計算問題。她問我她的計算是哪裡出錯了?

求特徵值

正在做微分方程離散化的我,用AxMath立即給他她打出了一個公式,讓她口算。是的,這道題很多人會覺得很複雜,但就是可以口算,而且算基礎必會題。

公式

(一)問題分析

怎麼算出來的呢?下面我們一步步來分析問題。簡單給大家展示出4種方法來求解,這是我當年大二時的筆記。看題

行列式計算

(二)問題求解

方法1 運用行列式性質

運用行列式的倍加性質,常規的解法,應該很好理解。

計算過程

方法 2拆分法

方法1從運算過程上看,之所以能算出來,那一列是1至關重要。那麼我們想 a11處的那個a,如果是b那該多多好!既然如此,那我就強行改成b+a-b,且記原行列式為Dn。使用性質進行拆分行列式(方法2),a≠b時,如下:

方法2

,a=b時,顯然也滿足。這樣就得到了我們的答案。當然,大家最好記住這個答案,後面我們很常用。例如那個同學求特徵值,明明可以很快的準確的得到答案,卻因為不知道這個而又耗時間又算錯。

方法3 加邊法

方法4 打洞原理

方法3方法4大家先思考,下次給大家補上。我們按照上次提到的更新目錄一天天來講解(點個關注,記得持續關注哦)

計算方法的更新目錄

為什麼說這題很基礎呢?我們下面給大家看看它的變形應用。有了這題的基礎,下面這些就簡單了,否則你就會一臉懵了。

一般化

行列式

再一般化

行列式

……還可以接著變,就不一一列舉了。跟著我們的更新思路走,大家會覺得線性代數既好玩也不難的。

今天,就這樣先給大家分享一個前奏,我們下次見,記得持續關注哦。我們一起分享最好的乾貨,看有趣的數學史,體驗數學應用的強大之處。

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