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用消元法解二元线性方程组 - dxsx.netdxsx.net/admin/editor/upload/201608/20160816181935325.pdf · 用消元法解二元线性方程组 ¯ ® ., 211 222 2 111 122 1 a x a

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用消元法解二元线性方程组

.

,

2222121

1212111

bxaxa

bxaxa 1

2

:1 22a ,2212221212211 abxaaxaa

:2 12a ,1222221212112 abxaaxaa

,得两式相减消去 2x

一、二阶行列式的引入

;212221121122211 baabxaaaa )(

,得类似地,消去 1x

,211211221122211 abbaxaaaa )(

时,当 021122211 aaaa 方程组的解为

,21122211

2122211

aaaa

baabx

)(3.

21122211

2112112

aaaa

abbax

由方程组的四个系数确定.

由四个数排成二行二列(横排称行、竖排

称列)的数表

)4(2221

1211

aa

aa

定义

)5(

4

2221

1211

21122211

aa

aa

aaaa

行列式,并记作

)所确定的二阶称为数表(表达式

即 .21122211

2221

1211aaaa

aa

aaD

11a 12a

22a12a

主对角线

副对角线

对角线法则

2211aa .2112aa

二阶行列式的计算

若记 ,2221

1211

aa

aaD

.

,

2222121

1212111

bxaxa

bxaxa对于二元线性方程组

系数行列式

.

,

2222121

1212111

bxaxa

bxaxa

,2221

1211

aa

aaD

.

,

2222121

1212111

bxaxa

bxaxa

,222

121

1ab

abD

.

,

2222121

1212111

bxaxa

bxaxa

,2221

1211

aa

aaD

.

,

2222121

1212111

bxaxa

bxaxa

,222

121

1ab

abD

.

,

2222121

1212111

bxaxa

bxaxa

.221

111

2ba

baD

则二元线性方程组的解为

,

2221

1211

222

121

11

aa

aa

ab

ab

D

Dx

注意 分母都为原方程组的系数行列式.

.

2221

1211

221

111

22

aa

aa

ba

ba

D

Dx

例1

.12

,1223

21

21

xx

xx

求解二元线性方程组

解12

23 D )4(3 ,07

11

2121

D ,14

12

1232 D ,21

D

Dx 1

1 ,27

14

D

Dx 2

2 .37

21

二、三阶行列式

定义

333231

232221

131211

)5(

339

aaa

aaa

aaa

列的数表行个数排成设有

,312213332112322311

322113312312332211 )6(

aaaaaaaaa

aaaaaaaaa

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

(6)式称为数表(5)所确定的三阶行列式.

3231

2221

1211

aa

aa

aa

.312213332112322311 aaaaaaaaa

(1)沙路法

三阶行列式的计算

322113312312332211 aaaaaaaaa D

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

D .列标

行标

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

D

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

332211 aaa

.322311 aaa

(2)对角线法则

注意 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.

说明1 对角线法则只适用于二阶与三阶行列式.

322113 aaa312312 aaa

312213 aaa 332112 aaa

如果三元线性方程组

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

的系数行列式

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

D ,0

利用三阶行列式求解三元线性方程组

2.三阶行列式包括3!项,每一项都是位于不同行,

不同列的三个元素的乘积,其中三项为正,三项为负.

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

,

33323

23222

13121

1

aab

aab

aab

D 若记

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

D 或

1

2

1

b

b

b

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

,

33323

23222

13121

1

aab

aab

aab

D 记

,

33323

23222

13121

1

aab

aab

aab

D 即

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

D

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

,

33331

23221

13111

2

aba

aba

aba

D 得

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

D

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

,

33331

23221

13111

2

aba

aba

aba

D 得

;

,

,

3333232131

2323222121

1313212111

bxaxaxa

bxaxaxa

bxaxaxa

.

33231

22221

11211

3

baa

baa

baa

D

,

33331

23221

13111

2

aba

aba

aba

D .

33231

22221

11211

3

baa

baa

baa

D

则三元线性方程组的解为:

,11

D

Dx ,2

2D

Dx .3

3D

Dx

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

D ,

33323

23222

13121

1

aab

aab

aab

D

2-43-

122-

4-21

D 计算三阶行列式例2

解 按对角线法则,有

D 4)2()4()3(12)2(21

)3(2)4()2()2(2411

24843264

.14

.0

94

32

111

2

x

x求解方程例3

解 方程左端

1229184322 xxxxD

,652 xx

解得由 052 xx

3.2 xx 或

例4 解线性方程组

.0

,132

,22

321

321

321

xxx

xxx

xxx

解 由于方程组的系数行列式

111

312

121

D 111 132

121 111 122 131

5 ,0

同理可得

110

311

122

1

D ,5

101

312

121

2

D ,10

011

112

221

3

D ,5

故方程组的解为:

,111

D

Dx ,22

2 D

Dx .13

3 D

Dx

二阶和三阶行列式是由解二元和三元线性方程组引入的.

对角线法则二阶与三阶行列式的计算

.21122211

2221

1211aaaa

aa

aa

,312213332112322311

322113312312332211

aaaaaaaaa

aaaaaaaaa

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

三、小结

思考题

使求一个二次多项式 ,xf

.283,32,01 fff

思考题解答

解 设所求的二次多项式为

,2

cbxaxxf

由题意得 ,01 cbaf

,3242 cbaf ,28393 cbaf

得一个关于未知数 的线性方程组,cba ,,

又 ,020 D .20,60,40 321 DDD

得 ,21 DDa ,32 DDb 13 DDc

故所求多项式为

.1322 xxxf