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xutodd

银虫 (小有名气)

[交流] 【求助】一个行列式问题?

小弟现在想证明下面一个东西,不知道有没有人见过行列式的这个性质没有?烦请搞代数方面的高手解答阿,50金币酬谢!

对于一个3*3的矩阵

           a11 a12 a13
  a22*det   a21 a22 a23   ==      
                 a31 a32 a33      
      
     det   a11 a12  *   det  a22 a23    --    det   a21 a22  *   det   a12 a13   
             a21 a22             a32 a33                  a31 a32              a22 a23

对于一个4*4的矩阵

    a22 a23              a11 a12 a13 a14
det  a32 a33   *  det  a21 a22 a23 a24   ==      
                               a31 a32 a33 a34
                               a41 a42 a43 a44     
      
       a11 a12 a13            a12 a13 a14   
det  a21 a22 a23  *  det  a22 a23 a24
       a31 a32 a33            a32 a33 a34

             a22 a23 a24             a21 a22 a23  
  --   det a32 a33 a34  *  det   a31 a32 a33
             a42 a43 a44             a41 a42 a43

现在我想证明对于N*N的矩阵也满足这个性质。谢谢!

[ Last edited by xutodd on 2009-3-9 at 01:41 ]
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xutodd

银虫 (小有名气)

没人知道吗?
2楼2009-03-02 22:00:20
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fspdlh

金虫 (正式写手)

★ ★
点点风(金币+2,VIP+0):感谢参与讨论,加分鼓励! 3-7 09:18
3×3的矩阵没错
>> x=det(sym('[ a ,b ,c ;d ,e ,f ;g ,h,i]'))

x =

i*a*e-a*f*h-i*d*b+d*c*h+g*b*f-g*c*e


>> y=det(sym('[a,b;d,e]'))*det(sym('[e,f;h,i]'))-det(sym('[b,c;e,f]'))*det(sym('[d,e;g,h]'))

y =

(a*e-d*b)*(i*e-f*h)-(b*f-c*e)*(d*h-e*g)


>> simplify(sym('e')*x-y)

ans =

0

[ Last edited by fspdlh on 2009-3-7 at 18:21 ]
3楼2009-03-06 20:08:25
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fspdlh

金虫 (正式写手)

我用MATLAB取随机数进行了一些计算,小行列式只有为N-2阶时结论才成立,计算了当大行列式为100阶时也成立。
但这个问题证起来似乎不太容易,我觉得,下面是我的一些想法,三阶的证出来了,三阶以上的进行了一点简化,希望能对楼主有所启发,你是怎样发现这个规律的?可否一起分享啊?,有什么实际应用吗,也许能给大家一些启发。
下面是我构造的一个行列式,小a代表数字,大A代表矩阵,以研究N×N矩阵:
[ a11, A12, a13]
[ A21, A22, A23]
[ a31, A32, a33]
它的值可以写成下面两个行列式之和:
[ a11, A12, a13]
[   0, A22, A23]
[ a31, A32, a33]

[   0, A12, a13]
[ A21, A22, A23]
[   0, A32, a33]
对第一行、第末行、第一列和第末列分别进行这种操作,可得它等于下面16个行列式之和:
[ a11,   0, a13]
[   0, A22,   0]
[ a31,   0, a33]

[   0,   0, a13]
[ A21, A22,   0]
[   0,   0, a33]

[   0, A12,   0]
[   0, A22,   0]
[ a31,   0, a33]

[   0, A12,   0]
[ A21, A22,   0]
[   0,   0, a33]

[ a11,   0,   0]
[   0, A22, A23]
[ a31,   0,   0]

[   0,   0,   0]
[ A21, A22, A23]
[   0,   0,   0]

[   0, A12,   0]
[   0, A22, A23]
[ a31,   0,   0]

[   0, A12,   0]
[ A21, A22, A23]
[   0,   0,   0]

[ a11,   0, a13]
[   0, A22,   0]
[   0, A32,   0]

[   0,   0, a13]
[ A21, A22,   0]
[   0, A32,   0]

[   0, A12,   0]
[   0, A22,   0]
[   0, A32,   0]

[   0, A12,   0]
[ A21, A22,   0]
[   0, A32,   0]

[ a11,   0,   0]
[   0, A22, A23]
[   0, A32,   0]

[   0,   0,   0]
[ A21, A22, A23]
[   0, A32,   0]

[   0, A12,   0]
[   0, A22, A23]
[   0, A32,   0]

[   0, A12,   0]
[ A21, A22, A23]
[   0, A32,   0]
其中有六个值为零,九个显然符合楼主的结论,只有最后一个我没搞定,也就是说只要证明以下行列式符合结论即可:
[   0, A12,   0]
[ A21, A22, A23]
[   0, A32,   0]
这个行列式当为三阶时显然为零,就证明了三阶时成立,N>3时望高手解决,期待。

[ Last edited by fspdlh on 2009-3-7 at 18:23 ]
4楼2009-03-07 10:52:55
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xutodd

银虫 (小有名气)

真想不到二位会这么热心地加入到这个问题的讨论,太感动了。
这个问题时我再读一篇代数几何方面的论文时发现的[ALEXANDER POSTNIKOV, “TOTAL POSITIVITY, GRASSMANNIANS, AND NETWORKS”,available on-line as arXiv:math.CO/0609764.]

昨天我问了一个教授他给我说这应该与Plucker关系式有关,后来我就构造了一个矩阵,然后利用Plucker关系式。我觉得自己已经证明出来了,过两天我会把细节用tex写出来贴在这里,谢谢大家阿!
5楼2009-03-09 01:49:01
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xutodd

银虫 (小有名气)

证明过程


Doctorcbw(金币+1,VIP+0):谢谢参与 12-9 09:40
证明过程见附件
6楼2009-03-21 03:10:17
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fspdlh

金虫 (正式写手)

呵呵,证出来就好,我不是学数学的,没太看明白,就记住结论吧
7楼2009-03-21 16:46:28
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lgx8835

铁杆木虫 (正式写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
没大看明白要证什么结论
8楼2009-10-02 22:10:07
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风云箭

铜虫 (小有名气)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
楼主可以阅读一下钱吉林编写的《高等代数题解精粹》这本书的行列式部分,里面应该有关于这道题目的证明的,具体方法是用到行列式的初等变换和按一行(一列)展开定理
9楼2009-10-03 08:19:37
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