线性代数第一行列式课件.ppt
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1、关于线性代数第一行关于线性代数第一行列式列式现在学习的是第1页,共178页第一章 行列式 1 二阶与三阶行列式2 全排列及其逆序数3 n 阶行列式的定义4 对换5 行列式的性质6 行列式按行(列)展开7 克拉默法则现在学习的是第2页,共178页设线性方程组设线性方程组则称此方程组为则称此方程组为 非齐次线性方程组非齐次线性方程组;此时称方程组为此时称方程组为齐次线性方程组齐次线性方程组.非齐次与齐次线性方程组的概念非齐次与齐次线性方程组的概念现在学习的是第3页,共178页一、克拉默法则一、克拉默法则如果线性方程组如果线性方程组的系数行列式不等于零,即的系数行列式不等于零,即现在学习的是第4页,
2、共178页其中其中 是把系数行列式是把系数行列式 中第中第 列的元素用方程列的元素用方程组右端的常数项代替后所得到的组右端的常数项代替后所得到的 阶行列式,即阶行列式,即那么线性方程组那么线性方程组 有解,并且解是唯一的,解有解,并且解是唯一的,解可以表为可以表为现在学习的是第5页,共178页证明证明再把再把 个方程依次相加,得个方程依次相加,得现在学习的是第6页,共178页由代数余子式的性质可知由代数余子式的性质可知,于是于是当当 时时,方程组方程组 有唯一的一个解有唯一的一个解现在学习的是第7页,共178页由于方程组由于方程组 与方程组与方程组 等价等价,故故也是方程组的也是方程组的 解解
3、.注:第二章还将利用矩阵证明这个定理(P53)。现在学习的是第8页,共178页二、重要定理二、重要定理定理定理1 1 如果线性方程组如果线性方程组 的系数行列式的系数行列式 则则 一定有解一定有解,且解是唯一的且解是唯一的 .定理定理2 2 如果线性方程组如果线性方程组 无解或有两个不同的无解或有两个不同的解,则它的系数行列式必为零解,则它的系数行列式必为零.现在学习的是第9页,共178页齐次线性方程组的相关定理齐次线性方程组的相关定理定理定理 如果齐次线性方程组如果齐次线性方程组 的系数行列式的系数行列式 则齐次线性方程组则齐次线性方程组 没有非零解没有非零解.现在学习的是第10页,共178
4、页定理定理 如果齐次线性方程组如果齐次线性方程组 有非零解有非零解,则它则它的系数行列式必为零的系数行列式必为零.有非零解有非零解.(第三章将证明)(第三章将证明)系数行列式系数行列式现在学习的是第11页,共178页例例1 用克拉默则解方程组用克拉默则解方程组解解现在学习的是第12页,共178页现在学习的是第13页,共178页现在学习的是第14页,共178页例例2 2 用克拉默法则解方程组用克拉默法则解方程组解解现在学习的是第15页,共178页现在学习的是第16页,共178页例例3 问问 取何值时,齐次方程组取何值时,齐次方程组有非零解?有非零解?现在学习的是第17页,共178页解解齐次方程组
5、有非零解,则齐次方程组有非零解,则所以所以 或或 时齐次方程组有非零解时齐次方程组有非零解.现在学习的是第18页,共178页1.1.用克拉默法则解方程组的两个条件用克拉默法则解方程组的两个条件(1)(1)方程个数等于未知量个数方程个数等于未知量个数;(2)(2)系数行列式不等于零系数行列式不等于零.2.2.克拉默法则建立了线性方程组的解和已知的系克拉默法则建立了线性方程组的解和已知的系数与常数项之间的关系数与常数项之间的关系.它主要适用于理论推导它主要适用于理论推导.三、小结三、小结现在学习的是第19页,共178页第一章 END 现在学习的是第20页,共178页联系方式联系方式办公电话:办公电
6、话:85891152电子信箱电子信箱 短信短信 13951005526办公室:办公室:S3-525;K2-633现在学习的是第21页,共178页课程要求课程要求每个班级各配一名课代表,(轮流)负每个班级各配一名课代表,(轮流)负责多媒体钥匙的借用与归还,负责各班责多媒体钥匙的借用与归还,负责各班作业的收缴与发放,及时反馈同学的要作业的收缴与发放,及时反馈同学的要求与存在问题,架起同学与老师之间的求与存在问题,架起同学与老师之间的桥梁。桥梁。现在学习的是第22页,共178页作业要求作业要求每次课布置一定数量的练习题,一般每次不每次课布置一定数量的练习题,一般每次不超过超过6题;没有特殊情况,每周
7、五交作业,按题;没有特殊情况,每周五交作业,按学号顺序排放作业本。学号顺序排放作业本。完成作业时,课本上的习题,可以不抄题目,完成作业时,课本上的习题,可以不抄题目,只需说明出处,第几页第几章第几题;补充只需说明出处,第几页第几章第几题;补充的习题,应按照要求抄题后再做。的习题,应按照要求抄题后再做。认真作业,按时交作业。过期按未交计算,认真作业,按时交作业。过期按未交计算,扣平时成绩。作业应坚持自己完成,养成良好扣平时成绩。作业应坚持自己完成,养成良好学习习惯。学习习惯。现在学习的是第23页,共178页课堂纪律课堂纪律严格班级管理,自觉遵守课堂纪严格班级管理,自觉遵守课堂纪律,维护优良的教学
8、环境。班干部律,维护优良的教学环境。班干部同学尤其要带头遵守课堂纪律,做同学尤其要带头遵守课堂纪律,做好模范!好模范!现在学习的是第24页,共178页上课(包括考试)杜绝迟到现象,请大家至上课(包括考试)杜绝迟到现象,请大家至少提前少提前5分钟到达教室,不要发生任何借口的旷分钟到达教室,不要发生任何借口的旷课,有事应事先办理请假手续。不将教室生活化课,有事应事先办理请假手续。不将教室生活化。每次上课,请班长将本班缺席名单报上来,若。每次上课,请班长将本班缺席名单报上来,若请假的,应有准假条。上课请将手机关机。有问请假的,应有准假条。上课请将手机关机。有问题可随时举手提问。考勤将作为平时成绩的一
9、个题可随时举手提问。考勤将作为平时成绩的一个重要组成部分。重要组成部分。课堂纪律课堂纪律 现在学习的是第25页,共178页答疑安排答疑安排可以联系助教答疑。可以联系助教答疑。可以事先预约,也可以直接到办公室询可以事先预约,也可以直接到办公室询问,只要有时间都可以。问,只要有时间都可以。根据需要安排。根据需要安排。地点:地点:S3525或或K2-633B.现在学习的是第26页,共178页成绩计算成绩计算总评成绩依据平时成绩、期中考试成绩以及期总评成绩依据平时成绩、期中考试成绩以及期末考试成绩。末考试成绩。一般平时成绩占一般平时成绩占10%,期中考,期中考试成绩试成绩20%,期末考试成绩,期末考试
10、成绩70%。平时成绩平时成绩主要依据作业、答疑与考勤情况,作业的主要依据作业、答疑与考勤情况,作业的对错不影响平时成绩,主要看完成的主动对错不影响平时成绩,主要看完成的主动性,作业缺交一次扣一分,补交补性,作业缺交一次扣一分,补交补0.5分;分;缺课一次扣一分缺课一次扣一分(请假批准除外请假批准除外),补假获批的,补假获批的,补补0.5分。分。现在学习的是第27页,共178页 随随着着我我国国经经济济的的高高速速发发展展,高高等等教教育育的的日日益益普普及及,高高校校需需要要培培养养出出大大批批应应用用型型工工程程技技术术人人员员。大大学学数数学学系系列列课课程程“微微积积分分”、“线线性性代
11、代数数”和和“概概率率论论与与数数理理统统计计”是是大大学学理理工工、管管理理等等专专业业的的重重要要基基础础课课程程。数数学学作作为为科科学学的的基基础础与与工工具具,在在大大学学数数学学基基础础课课程程中中得到应有的重视。得到应有的重视。学习学习线性代数线性代数的背景的背景现在学习的是第28页,共178页对于“线性代数”这门课程,其主要任务有两条:掌握线性代数最常用的工具性内容,即线性方程组、行列式和矩阵;了解如何把一些具体的数字对象抽象为数学结构,例如向量空间和欧氏空间。因此,希望通过“线性代数”的学习,能够较好地掌握前者而充分地理解后者。现在学习的是第29页,共178页v要求多做习题,
12、认真讨论问题、解决问题。要 求这是由于数学基础课一般相对比较抽象,而且在中学阶段,学生的逻辑训练又不够,所以在学习线性代数时,如果不通过自己做习题、判别是否与对错以及改正错误这些过程的训练,是很难掌握它的基本内容的。现在学习的是第30页,共178页要 求有些同学习惯于罗列事实加上一些逻辑推理,对于问题的提出和分析重视不够。我们应该把重点放在对一些基本对象的分析上,从而具有面对问题进行分析的能力。v要求重视分析,提高分析问题的能力。现在学习的是第31页,共178页要 求v要求对照考试大纲,弄清掌握与理解。多年来,随着研究生考试大纲的公布,线性代数没有什么变化,对照大纲,分清理解、掌握、学会等层次
13、,抓住基本概念、基本技巧与基本结论。现在学习的是第32页,共178页考试内容:行列式的概念和基本性质 行列式按行(列)展开定理考试要求:1了解行列式的概念,掌握行列式的性质 2会应用行列式的性质和行列式按行(列)展开定理计算行列式第一章:行列式现在学习的是第33页,共178页第二章:矩阵考试内容:矩阵的概念矩阵的线性运算矩阵的乘法方阵的幂方阵乘积的行列式矩阵的转置逆矩阵的概念和性质矩阵可逆的充分必要条件伴随矩阵矩阵的初等变换初等矩阵矩阵的秩矩阵等价分块矩阵及其运算现在学习的是第34页,共178页考试要求:1理解矩阵的概念,了解单位矩阵、数量矩阵、对角矩阵、三角矩阵、对称矩阵和反对称矩阵以及它们
14、的性质 2掌握矩阵的线性运算、乘法、转置以及它们的运算规律,了解方阵的幂与方阵乘积的行列式的性质.3理解逆矩阵的概念,掌握逆矩阵的性质以及矩阵可逆的充分必要条件,理解伴随矩阵的概念,会用伴随矩阵求逆矩阵4理解矩阵的初等变换的概念,了解初等矩阵的性质和矩阵等价的概念,理解矩阵的秩的概念,掌握用初等变换求矩阵的秩和逆矩阵的方法 5了解分块矩阵及其运算现在学习的是第35页,共178页第三章:向量 第四章:线性方程组 第五章:矩阵的特征值及特征向量 第六章:二次型 其他现在学习的是第36页,共178页课程介绍全书内容分为:行列式、矩阵及其运算、矩阵的初等变换与线性方程组、向量组的线性相关性、相似矩阵与
15、二次型、线性空间与线性变换等六章。其中一至五章符合教育部颁发的工科本科线性代数课程的教学基本要求。第六章较多带有理科色彩。现在学习的是第37页,共178页第一章 行列式 1 二阶与三阶行列式2 全排列及其逆序数3 n 阶行列式的定义4 对换5 行列式的性质6 行列式按行(列)展开7 克拉默法则现在学习的是第38页,共178页第一章 行列式 1 二阶与三阶行列式2 全排列及其逆序数3 n 阶行列式的定义4 对换5 行列式的性质6 行列式按行(列)展开7 克拉默法则现在学习的是第39页,共178页用消元法解二元线性方程组用消元法解二元线性方程组一、二阶行列式的引入一、二阶行列式的引入现在学习的是第
16、40页,共178页方程组的解为方程组的解为由方程组的四个系数确定由方程组的四个系数确定.现在学习的是第41页,共178页 由四个数排成二行二列(横排称行、竖排由四个数排成二行二列(横排称行、竖排称列)的数表称列)的数表定义定义定义定义即即现在学习的是第42页,共178页主对角线主对角线副对角线副对角线对角线法则对角线法则二阶行列式的计算二阶行列式的计算若记若记对于二元线性方程组对于二元线性方程组系数行列式系数行列式现在学习的是第43页,共178页现在学习的是第44页,共178页现在学习的是第45页,共178页现在学习的是第46页,共178页则二元线性方程组的解为则二元线性方程组的解为注意注意
17、分母都为原方程组的系数行列式分母都为原方程组的系数行列式.现在学习的是第47页,共178页例例例例1 1 1 1解解现在学习的是第48页,共178页二、三阶行列式二、三阶行列式定义定义记记(6 6)式称为数表()式称为数表(5 5)所确定的)所确定的三阶行列式三阶行列式三阶行列式三阶行列式.现在学习的是第49页,共178页(1)(1)沙路法沙路法三阶行列式的计算三阶行列式的计算.列标列标行标行标现在学习的是第50页,共178页(2)(2)(2)(2)对角线法则对角线法则对角线法则对角线法则注意注意 红线上三元素的乘积冠以正号,蓝线上三红线上三元素的乘积冠以正号,蓝线上三元素的乘积冠以负号元素的
18、乘积冠以负号说明说明1 对角线法则只适用于二阶与三阶行列式对角线法则只适用于二阶与三阶行列式现在学习的是第51页,共178页 如果三元线性方程组如果三元线性方程组的系数行列式的系数行列式 利用三阶行列式求解三元线性方程组利用三阶行列式求解三元线性方程组 2 2.三阶行列式包括三阶行列式包括3!3!项项,每一项都是位于不同行每一项都是位于不同行,不同列的三个元素的乘积不同列的三个元素的乘积,其中三项为正其中三项为正,三项为三项为负负.现在学习的是第52页,共178页若记若记或或现在学习的是第53页,共178页记记即即现在学习的是第54页,共178页现在学习的是第55页,共178页得得现在学习的是
19、第56页,共178页得得现在学习的是第57页,共178页则三元线性方程组的解为则三元线性方程组的解为:现在学习的是第58页,共178页例例 解解解解按对角线法则,有按对角线法则,有现在学习的是第59页,共178页例例3 3 3 3解解解解方程左端方程左端现在学习的是第60页,共178页例例4 4 解线性方程组解线性方程组解解解解由于方程组的系数行列式由于方程组的系数行列式现在学习的是第61页,共178页同理可得同理可得故方程组的解为故方程组的解为:现在学习的是第62页,共178页 二阶和三阶行列式是由解二元和三元线性方二阶和三阶行列式是由解二元和三元线性方程组引入的程组引入的.对角线法则对角线
20、法则二阶与三阶行列式的计算二阶与三阶行列式的计算三、小结三、小结现在学习的是第63页,共178页思考题思考题现在学习的是第64页,共178页思考题解答思考题解答解解设所求的二次多项式为设所求的二次多项式为由题意得由题意得得一个关于未知数得一个关于未知数 的线性方程组的线性方程组,又又得得现在学习的是第65页,共178页故所求多项式为故所求多项式为现在学习的是第66页,共178页第一章 行列式 1 二阶与三阶行列式2 全排列及其逆序数3 n 阶行列式的定义4 对换5 行列式的性质6 行列式按行(列)展开7 克拉默法则现在学习的是第67页,共178页引例引例用用1、2、3三个数字,可以组成多少个没
21、有重三个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?复数字的三位数?解解1 2 3123百位百位3种放法种放法十位十位1231个位个位1232种放法种放法1种放法种放法种放法种放法.共有共有一、概念的引入一、概念的引入现在学习的是第68页,共178页问题问题定义定义把把 个不同的元素排成一列,叫做这个不同的元素排成一列,叫做这 个个元素的全排列(或排列)元素的全排列(或排列).个不同的元素的所有排列的种数,通常个不同的元素的所有排列的种数,通常用用 表示表示.由引例由引例同理同理二、全排列及其逆序数二、全排列及其逆序数现在学习的是第69页,共178页 在一个排列在一个排列 中,若数中,若数 则称
22、这两个数组成一个逆序则称这两个数组成一个逆序.例如例如 排列排列32514 中,中,定义定义 我们规定各元素之间有一个标准次序我们规定各元素之间有一个标准次序,n 个不个不同的自然数,规定由小到大为同的自然数,规定由小到大为标准次序标准次序.排列的逆序数排列的逆序数3 2 5 1 4逆序逆序逆序逆序逆序逆序现在学习的是第70页,共178页定义定义 一个排列中所有逆序的总数称为此排列的一个排列中所有逆序的总数称为此排列的逆逆序数序数.例如例如 排列排列32514 中,中,3 2 5 1 4逆序数为逆序数为31故此排列的故此排列的逆序数为逆序数为3+1+0+1+0=5.现在学习的是第71页,共17
23、8页计算排列逆序数的方法计算排列逆序数的方法方法方法1 1分别计算出排在分别计算出排在 前面比它大的数前面比它大的数码个数即分别算出码个数即分别算出 这这 个元素个元素的逆序数,这些元素的逆序数的总和即为所求的逆序数,这些元素的逆序数的总和即为所求排列的逆序数排列的逆序数.逆序数为奇数的排列称为逆序数为奇数的排列称为奇排列奇排列;逆序数为偶数的排列称为逆序数为偶数的排列称为偶排列偶排列.排列的奇偶性排列的奇偶性现在学习的是第72页,共178页分别计算出排列中每个元素前面比它大的数码分别计算出排列中每个元素前面比它大的数码个数,即算出这个排列中每个元素的逆序数,个数,即算出这个排列中每个元素的逆
24、序数,则每个元素的逆序数之总和即为所求排列的逆则每个元素的逆序数之总和即为所求排列的逆序数序数.方法方法2 2例例1 1 求排列求排列32514的逆序数的逆序数.解解在排列在排列32514中中,3排在首位排在首位,逆序数为逆序数为0;2的前面比的前面比2大的数只有一个大的数只有一个3,故逆序数为故逆序数为1;现在学习的是第73页,共178页3 2 5 1 4于是排列于是排列32514的逆序数为的逆序数为5的前面没有比的前面没有比5大的数大的数,其逆序数为其逆序数为0;1的前面比的前面比1大的数有大的数有3个个,故逆序数为故逆序数为3;4的前面比的前面比4大的数有大的数有1个个,故逆序数为故逆序
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