2 全排列和對換
一、排列及其逆序數
- 標準次序:例如n 個不同的自然數,可規定由小到大爲標準次序。
- 逆序數:當某一對元素的先後次序與標準次序不同時,就說它構成1個逆序。一個排列中所有逆序的總數叫做這個排列的逆序數。
- 奇排列:逆序數爲奇數的排列叫做奇排列。
- 偶排列:逆序數爲偶數的排列叫做偶排列。
二、對換
- 對換:在排列中,將任意兩個元素對調,其餘的元素不動,這種作出新排列的手續叫做對換。
- 相鄰對換:將相鄰兩個元素對換,叫做相鄰對換。
- 定理1:一個排列中的任意兩個元素對換,排列改變奇偶性.
- 推論:奇排列對換成標準排列的對換次數爲奇數,偶排列對換成標準排列的對換次數爲偶數.
3 n階行列式的定義
- 主對角線以下(上)的元素都爲0 的行列式叫做上(下)三角形行列式。
- 主對角線以下和以上的元素都爲0 的行列式叫做對角行列式。
4 行列式的性質
- 性質1:行列式與它的轉置行列式相等.
- 性質2:對換行列式的兩行(列),行列式變號.
- 推論:如果行列式有兩行(列)完全相同,則此行列式等於零.
- 性質3:行列式的某一行(列)中所有的元素都乘同一數k,等於用數k乘此行列式.(記作
ri×k (或ci×k )). - 推論:行列式中某一行(列)的所有元素的公因子可以提到行列式記號的外面.(記作
ri÷k(或ci÷k) ). - 性質4:行列式中如果有兩行(列)元素成比例,則此行列式等於零.
性質5:若行列式的某一行(列)的元素都是兩數之和,例如第i 行的元素都是兩數之和:
D=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜a11⋮ai1+a‘i1⋮an1a12⋮ai2+a‘i2⋮an2⋯⋯⋯a1n⋮ain+a‘in⋮ann⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟
則D等於下列2個行列士只和:
D=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜a11⋮ai1⋮an1a12⋮ai2⋮an2⋯⋯⋯a1n⋮ain⋮ann⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟+⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜a11⋮a‘i1⋮an1a12⋮a‘i2⋮an2⋯⋯⋯a1n⋮a‘in⋮ann⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟ 性質6:把行列式的某一行(列)的各元素乘同一數然後加到另一行(列)對
應的元素上去,行列式不變.
5 行列式按行(列)展開
- 餘子式:在n 階行列式中,把(i,j)元
aij 所在的第i行和第j列劃去後,留下來的n-1階行列式叫做(i,j)元aij 的餘子式,記作Mij 。 - 代數餘子式:
Aij=(−1)i+jMij ,Aij 叫做(i,j)元aij 的代數餘子式. - 引理:一個n 階行列式,如果其中第i行所有元素除(i,j)元
aij 外都爲零,那麼這行列式等於aij 與它的代數餘子式的乘積,即D=aijAij 定理2:行列式等於它的任一行(列)的各元素與其對應的代數餘子式乘積之和,即
D=ai1Ai1+ai2Ai2+⋯+ainAin(i=1,2,⋯,n)
或D=a1jA1j+a2jA2j+⋯+anjAnj(j=1,2,⋯,n)
這個定理叫做行列式按行(列)展開法則。推論:行列式某一行(列)的元素與另一行(列)的對應元素的代數餘子式
乘積之和等於零.即ai1Aj1+ai2Aj2+⋯+ainAjn=0,i≠j
或a1iAj1+a2iA2j+⋯+aniAnj=0,i≠j 綜合定理2及其推論,有關於代數餘子式的重要性質:
∑k=1nakiAkj={D,當i=j,0,當i≠j
或∑k=1naikAjk={D,當i=j,0,當i≠j