在范德蒙行列式计算里,到底怎样通过行变换把第1列的1与第an列元素结合来简化计算呢?
原理分析
范德蒙行列式形式为(D=\begin{vmatrix}
1&1&\cdots&1\
x_1&x_2&\cdots&x_n\
x_1^2&x_2^2&\cdots&x_n^2\
\vdots&\vdots&\ddots&\vdots\
x_1^{n-1}&x_2^{n-1}&\cdots&x_n^{n-1}
\end{vmatrix}),其值为∏1≤j<i≤n?(xi??xj?)。
结合方法
- 提出公因子:若第an列元素存在公因子,可先将公因子提出,使第an列元素形式简化。例如,若第an列元素为k?a1?,k?a2?,?,k?an?,则可提出公因子k,变为(k\begin{vmatrix}
1&\cdots&a_1\
x_1&\cdots&a_2\
x_1^2&\cdots&a_3\
\vdots&\ddots&\vdots\
x_1^{n-1}&\cdots&a_n
\end{vmatrix})。
- 行变换消元:利用行变换,使第1列的1与第an列元素建立联系。如用第2行减去第1行的x1?倍,第3行减去第1行的x12?倍等。以三阶范德蒙行列式为例,原行列式(\begin{vmatrix}
1&1&1\
x_1&x_2&x_3\
x_1^2&x_2^2&x_3^2
\end{vmatrix}),第2行减去第1行的x1?倍,第3行减去第1行的x12?倍后得到(\begin{vmatrix}
1&1&1\
0&x_2-x_1&x_3-x_1\
0&x_2^2-x_1^2&x_3^2-x_1^2
\end{vmatrix}),再进一步对第an列(这里是第3列)进行处理。
简化计算
经过上述行变换后,行列式结构变得简单。继续以三阶为例,对变换后的行列式按第1列展开,可得((x_2-x_1)(x_3-x_1)\begin{vmatrix}
1&1\
x_2+x_1&x_3+x_1
\end{vmatrix}),再计算二阶行列式的值,从而简化整个计算过程。
通过合理运用提出公因子和行变换消元等方法,能有效将第1列的1与第an列元素结合,实现范德蒙行列式的简化计算。
2025-06-10 02:12:17
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