78. 杂例

例 78.1. 级阵. 设  级阵 适合

的列 , , , 分别是 , , , . 设 的列 , , , 分别是 , , , . 则 的列 则, 由多线性, 由加法的结合律与交换律, 我们可按任何方式, 任何次序求这些的和. 特别地, 我们可按 分这些数为若干组, 求出一组的元的和 (即一组的 “组和”), 再求这些组的 “组和” 的和. 因为 , 故 . 于是, 我们可分这些数为  组: 适合 的项在一组; 适合 的项在一组; ……; 适合 的项在一组. 不难看出, 每一项在某一组里, 且每一项不能在二个不同的组里. 则

不难看出, 时, . 则

不难看出, 时, . 则

设正整数 . 由 , 知在 , , , 中, 有   . 设 (其中 ), 且 (其中 ). 记  级阵注意到, 当 , 且 时, , 且 , 按列  展开 , 有按列  展开 , 有…… 最后, 我们算出于是

综上,

例 78.2. 级阵. 设 是数. 则

注意到故, 由上个例,

例 78.3. 设正整数 , 适合 . 设 , 分别是 阵. 设正整数 . 由 Binet–Cauchy 公式的推广,

例 78.4. 设正整数 , 适合 . 设 , 分别是 阵. 设 是数. 则特别地, 代 以数 , 有

例 78.5., , , , , ,  个数. 作  级阵 如下: 我们计算 .

, . 则由此, 不难看出, . 故

我们当然也可用别的方法. 作  级阵 如下: 形象地, 一方面, 按行  展开, 有另一方面, 我们加列  倍于列 , 加列  倍于列 , ……, 加列  倍于列 , 得  级阵. 故 .

我们加列  倍于列 , 加列  倍于列 , ……, 加列  倍于列 , 得  级阵. 故

例 78.6., 是非负整数, 且 . 设为方便, 我们约定: 若 , 则 ; 若 , 则 . 作  级阵 如下: 形象地, 比如, 若 , , 则

(1) 设  级单位阵的列 . 我们说, 存在   使 .

的古伴 的列 . 则(顺便一提, 若 , 显然有 ; 若 , 由第一章, 节 23 的知识, 存在非零的   使 .)

(2) 作  ; 具体地, . 则  阵, 且, 则 , 且, 则 . 为方便, 记 . 则

(3) 既然  阵, 则  级阵. 记 . 则. 另一方面, .

(4) 设数 适合 . 由 (3) 知, 必 (我们代 以数 ). 这有时是有用的.

例 78.7. 解方程组(78.1)

我们可用上例的结果解方程组 (78.1). 为此, 我们记, 是方程组 (78.1) 的一个解. 则. 故的行列式是 . 另一方面, 可以算出, 此阵的行列式是 . 于是, 若 , 是方程组 (78.1) 的一个解, 则 . 则 (代 ) (78.2)或 (代 ) (78.3)或 (代 ) (78.4)或 (代 ) (78.5)方程组 (78.2) 的解是 ; 方程组 (78.3) 的解是 ; 方程组 (78.4) 的解是 ; 方程组 (78.5) 的解是 . 于是, 若 , 是方程组 (78.1) 的一个解, 必: 最后, 我们验证这些是否是方程组 (78.1) 的解. 可以验证, 它们都是解. 于是, 方程组 (78.1) 的解是: