范德蒙德行列式的应用

【摘要】用增补法(升阶法) 说明了范德蒙(Vandermonde) 行列式的一个性质,并使其能解决一类行列式的计算问题。

【关键词】范德蒙德行列式 行列式 行列式计算 推广

引言

范德蒙德行列式的特点是行列式的每一列都是某个数的不同方幕, 且由上而下方幕次数由0递增至n-1。利用范德蒙德行列式计算行列式, 应当先根据范德蒙德行列式的上述特点, 然后利用其结果计算。利用范德蒙德行列式的结论计算并不复杂,难的是如何将给定的行列式化成范式的标准形式。所给行列式各列(或各行) 都是某元素的不同次幂,但其幂次数的排列与范德蒙德行列式不完全相同,需利用行列式性质(如提取公因式,调换各行(或各列) 的次序,拆项等)

1主要结果

2综合应用

由于行列式是方形的, 设 , 则指数集合 , 中必存 t在位空缺数字, 设它们是 。于是行列式中将缺少指数为 , 的各行, 可简写为

先研究只缺1行的情况, 即

作一新行列式‘ ” , 将指数为i的那行补齐, 并补充以y为变量1的列, 即

易知“ ’为一范德蒙德行列式, 故 将‘ ’行列式与它的展开式即上式对比, 得

以下研究缺行的情况

则行列式与 之乘积中 的系数为行列式

3范德蒙德行列式例题

解:本项中行列式的排列规律与范德蒙德行列式的排

列规律正好相反,为使Dn + 1中各列元素的方幂次数自上而

下递升排列,将第n + 1 行依次与上行交换直至第1 行,第n

行依次与上行交换直至第2 行……第2 行依次与上行交换

直至第n 行,于是共经过

次行的交换得到n + 1 阶范德蒙德行列式:

若Dn 的第i 行(列) 由两个分行(列) 所组成,其中任意

相邻两行(列) 均含相同分行(列) ;且Dn 中含有由n 个分行

(列) 组成的范德蒙德行列式,那么将Dn 的第i 行(列) 乘以- 1 加到第(i + 1) 行(列) ,消除一些分行(列) ,即可化成范

德蒙德行列式:

总结

范德蒙德行列式在解决数学问题中有十分重要的作用,本文主要介绍了有关范德蒙德行列式的结论,和简单的范德蒙德行列式的计算。范德蒙德行列式是一种特殊形的行列式,在计算方面有很强的技巧性。所以在行列式的计算中应用范德蒙德行列式,简便计算。范德蒙德行列式在其他定理推理中也有重要作用。范德蒙德行列式应用其实很广泛。本文只是一小部分。

【参考文献】

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范德蒙德行列式的应用

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