从教育数学的角度探讨行列式教学

本文根据教育数学思想,讨论大学《线性代数》公共课中行列式部分的教学,通过设计几个教学场景,帮助学生以更直观的方法掌握行列式本质.所设计的场景包括:从行列式定义的意图出发合情推理行列式的可能表达式;从低阶行列式性质类比证明行列式定义的必然形式;通过矩阵初等变换与等底单形的体积之间的关系建立行列式与单形体积的关联;通过仿射变换保持单形体积比的性质导出Cramer法则的直观证明;以及分析行列式的不同计算方法所对应的计算复杂度.最后,文章列出行列式知识产生和发展的部分数学史材料,供教师在教学中穿插使用,达到更好引导学生理解和应用行列式知识.     

从几何直观的视角理解行列式

行列式理论是线性代数课程的一个重要内容.从平行四边形的有向面积、平行六面体的有向体积以及它们的几何直观性质引进低阶行列式的定义,可以帮助学习者从几何直观的角度更好地理解行列式的定义以及行列式的性质.克莱姆法则、矩阵乘积的行列式以及代数余子式等代数概念都可以进行几何直观的解释.     

谈行列式与线性方程组的复习

本章教材,在中学阶段属选学内容。教学中要注意紧扣课本,落实双基。切忌加深与拔高。如对高阶行列式只宜到四阶为止,等等。复习阶段,较之学习新课时,在总要求不变的前提下,对习题的类型、深度,和所涉及知识面的广度等问题,可适当地提高要求,以培养学生的能力。本文是按这种指导思想来撰写的。一、关于行列式 (一)行列式的性质与展开 (1)正确地理解行列式的性质。正确地理解行列式的性质,是学习本章内容的关键。由于某些原因,学生往往容易对这些性质产生各种各样的误解。因此,举出正反两个方面的例子,帮助学生理解这些性质,是本章复习的重要任务之一。如对课本P_9定理2中的“两行对调”;应理解为只这两行的位置互换,其他各行的位置不变(原是第几行,后来仍是第几行),而不能把“两行对调”与“各行轮换”相混淆。     

一个行列式的计算与推广

利用行列式的性质,升阶法,递推公式,数学归纳法,矩阵行列式公式,以及方阵特征值与行列式的关系可计算某特定形式的行列式。     

一道行列式证明题的多种证明方法

针对线性代数教材中一道行列式证明题，利用行列式的性质，给出多种证明方法，旨在启发学生对相关行列式计算或证明题的解题方法进行探索．     

行列式的几种常用算法

计算一个n阶行列式有时是颇为麻烦的。但是,只要熟悉行列式的一般性质,在动手计算行列式之前,先考查所要计算的行列式的一些特点,再决定算法,算起来却也不很困难。这里,我们将一般常用的算法归纳如下,以资参考。 1.三角化。这种方法主要是根据行列式的下述简单性质进行的:在计算行列式时,可以先对行列式适当地进行行或列的初等变换,尽量设法将所要计算的行列式化为上(下)三角形式,这样就能将行列式算出来。     

四元数矩阵的实值行列式

本文定义了任一个四元数方阵的实值行列式．实值行列式有一些好的性质，它是按照谢邦杰定义的可中心化四元数矩阵的行列式的推广．     

关于行列式的若干应用

在二期课改教材中 ,引进了行列式的内容 ,众所周知对于三阶行列式的计算除了按某一行或某一列的代数余子式展开以外 ,还有对角线法则展开 ,而以下三个性质起到关键作用 :性质 1.把行列式的某一行 (或一列 )的所有元素同乘以某个数K ,等于用数K乘原行列式 .性质 2 .如果行列式某两行 (或两列 )的对应元素成比例 ,那么行列式的值等于零 .性质 3.把行列式一行 (或一列 )的所有元素同乘以一个数k ,加到另一行 (或另一列 )的对应元素上 ,所得行列式与原行列式相等 .本文将利用上述的性质 ,通过几个实例给出行列式在代数和几何中的一些应用 .一、…     

多点共线的判定

直角坐标系下多点共线判定问题可运用解析几何学的思想方法,借助代数工具来解决.通过定义一个2×n行列式,同时分析这种行列式的性质及与通常二阶行列式的关系,利用这种特殊行列式来研究多点共线判定问题,得到直角坐标系下多点共线判定的几个定理.     

八元数矩阵的行列式及其性质

赋范的可除代数只有四种:实数R,复数C,四元数日和八元数O.由于八元数关于乘法非交换且非结合,如何对八元数矩阵定义行列式并使其具有较好的运算性质变得非常困难.最近,李兴民和黎丽根据"八元数自共轭矩阵的行列式应为实数"这一数学与物理上的需求,通过选择几个八元数乘积的次序和结合方式,首次给出了八元数行列式的定义.但是,与实数、复数以及四元数的相应的情形比较,如此定义的行列式,其所具备的运算性质较少.本文给出了一种新的八元数行列式的定义,它们具备了尽可能多的运算性质,同时使得"八元数自共轭矩阵的行列式为实数"不证自明.     

任意矩阵的行列式与应用

推广行列式的概念,利用格兰姆行列式给出任意一个矩阵的行列式的定义,讨论该行列式的性质,说明其几何意义,并应用于求点到子空间和点到线性流形的距离.     

Ostrowski-Taussky不等式的推广

行列式的概念是矩阵分析中的一个很基本的概念,其中一个非常重要的应用就是解线性方程组.由于行列式的概念是和矩阵特征值紧密相关的,研究行列式的一些性质可以从侧面反映出该矩阵特征值的一些性质.Ostrowski-Taussky不等式是一个关于行列式的不等式,利用矩阵极分解的概念,给出了不等式的一个新的证明,并且推广了不等式.     

从线性运算到行列式的定义

行列式是线性代数中的最重要的概念之一,也是解决线性代数问题基本工具之一,线性代数课程教与学的困难,至少部分源自行列式.本文主要从行列式定义应该满足的线性性质出发给出行列式的代数定义,降低行列式概念教学难度,使之变得自然而易于接受.     

矩阵恒等式及应用

利用矩阵函数的性质得到了一类矩阵行列式的恒等式,作为应用,得到了一类无限维矩阵的行列式和迹.     

一堂课的启示

江苏新海连市新海中学1982年高考中,有一班(49人)获得数学100分以上的有33人,且全班平均分数达到98.2分,这样好的成绩的取得并非偶然,从我在该校听到的一堂数学课,看看他们是如何提高课堂教学质量的情况,供参考。课题:行列式的应用。内容一、复习行列式性质及有关概念。二、应用举例。例1.应用行列式性质分解因式:a~3+b~3+c~3-3abc。(由学生考虑回答a~3+b~3+c~3-3abc是哪个行列式的展开式?) 解:a~3+b~3+C~3-3abc=     

由平面方向决定的新型行列式

设F是一个域.任给F中的一对元素(k1,k2),给出了(k1,k2)-型行列式的定义.我们指出通常的行列式恰是(1,-1)-型.研究了这些(k1,k2)-行列式的性质,指出和通常行列式的相同和不同之处.刻画了一些特殊的(r,-r)-型,(r,0)-型和(r,r)-型行列式的性质.     

高等代数中具有基域不变性的概念与性质

全面细致地梳理了高等代数中具有基域不变性的概念与性质,并分析得出这些概念或性质的基域不变性主要源于欧氏算法与行列式的基域不变性.     

论纯量多重积与克莱默法则

本文通过定义n维线性空间的联合矢量积和纯量多重积,运用行列式的若干性质简明地重新推导出了克莱默法则.     

有向圈的行列式算法及HAMILTON图条件

本文引入有向路乘法、弧行列式等概念 ,讨论了弧行列式的性质 ,阐述了二种计算有向圈的行列式方法及有向图 D为 Hamilton图的充要条件 ,最后给出了计算实例     

反对称线性函数与行列式

通过对反对称线性函数及其性质的探讨,给出了有关行列式传统结论的一种新的表述,将几何直观与行列式的运算有机结合起来,以揭示行列式的一些更直观、具体的内涵.