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  • Vander Monde 行列式

    1. 定义

    范德蒙德行列式定义为:

    [V(x_1, x_2, cdots, x_n) equiv left| egin{matrix} 1 & 1 & cdots & 1 \ x_1 & x_2 & cdots & x_n \ x^2_1 & x^2_2 & cdots & x^2_n \ vdots & vdots & ddots & vdots \ x^{n-1}_1 & x^{n-1}_2 & cdots & x^{n-1}_n end{matrix} ight| ]

    可以证明,范德蒙德行列式等于

    [V(x_1, x_2, cdots, x_n) = prod_{i>j} (x_i - x_j). ]

    2. 证明

    行列式中一行加上另一行的倍数,整个行列式的值不变。这个可以目测得到,这里就不写证明了。利用这个结论,对 Vander Monde 行列式进行行变换:

    [V(x_1, x_2, cdots, x_n) = left| egin{matrix} 1 & 1 & cdots & 1 \ 0 & x_2-x_1 & cdots & x_n-x_1 \ 0 & x_2(x_2-x_1) & cdots & x_n(x_n-x_1) \ vdots & vdots & ddots & vdots \ 0 & (x_2 - x_1)x^{n-2}_2 & cdots & (x_n-x_1)x^{n-2}_n end{matrix} ight|\ = (x_2-x_1)(x_3-x_1)cdots(x_n-x_1) left| egin{matrix} 1 & 1 & cdots & 1 \ x_2 & x_3 & cdots & x_n \ x^2_2 & x^2_3 & cdots & x^2_n \ vdots & vdots & ddots & vdots \ x^{n-2}_2 & x^{n-2}_3 & cdots & x^{n-2}_n end{matrix} ight|, ]

    如此递推下去,即得

    [V(x_1, x_2, cdots, x_n) = prod_{i>j}(x_i - x_j). ]

    3. 应用:置换群群元的奇偶性

    若有置换群元

    [R = egin{pmatrix} 1 & 2 & cdots & n \ r_1 & r_2 & cdots & r_n end{pmatrix}, ]

    现在定义,R 作用在 Vande Monde 行列式上,使它变为

    [R V(x_1, x_2, cdots, x_n) = V(x_{r_1}, x_{r_2}, cdots, x_{r_n}), ]

    上式右边是一个确定的值,而 (R) 若写成对换的连乘,由于每次对换给 Vander Monde 行列式添加一个负号,所以 (R) 的对换连乘形式中,对换个数的奇偶性一定是唯一的,不会因为对换形式(不唯一)的改变而改变。

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