范德蒙德矩阵的行列式

\[\begin{vmatrix}
1 & 1 & 1 & \dots & 1 \\
x_1 & x_2 & x_3 & \dots & x_n \\
x_1^2 & x_2^2 & x_3^2 & \dots & x_n^2 \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
x_1^{n-1} & x_2^{n-1} & x_3^{n-1} & \dots & x_n^{n-1} \\
\end{vmatrix}
=\prod\limits_{i>j}(x_i-x_j)
\]

Proof:

\[\begin{aligned}
&
\begin{vmatrix}
1 & 1 & 1 & \dots & 1 \\
x_1 & x_2 & x_3 & \dots & x_n \\
x_1^2 & x_2^2 & x_3^2 & \dots & x_n^2 \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
x_1^{n-2} & x_2^{n-2} & x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-2} \\
x_1^{n-1} & x_2^{n-1} & x_3^{n-1} & \dots & x_n^{n-1} \\
\end{vmatrix}
\\ \\
=&
\begin{vmatrix}
1 & 1 & 1 & \dots & 1 \\
x_1 & x_2 & x_3 & \dots & x_n \\
x_1^2 & x_2^2 & x_3^2 & \dots & x_n^2 \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
x_1^{n-2} & x_2^{n-2} & x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-2} \\
x_1^{n-1}-x_1x_1^{n-2} & x_2^{n-1}-x_1x_2^{n-2} & x_3^{n-1}-x_1x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-1}-x_1x_n^{n-2} \\
\end{vmatrix}
\texttt{(用第 n-1 行乘 x1 去减第 n 行)}
\\ \\
=&
\begin{vmatrix}
1 & 1 & 1 & \dots & 1 \\
x_1 & x_2 & x_3 & \dots & x_n \\
x_1^2 & x_2^2 & x_3^2 & \dots & x_n^2 \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
x_1^{n-2}-x_1x_1^{n-3} & x_2^{n-2}-x_1x_2^{n-3} & x_3^{n-2}-x_1x_3^{n-3} & \dots & x_n^{n-2}-x_1x_n^{n-3} \\
x_1^{n-1}-x_1x_1^{n-2} & x_2^{n-1}-x_1x_2^{n-2} & x_3^{n-1}-x_1x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-1}-x_1x_n^{n-2} \\
\end{vmatrix}
\texttt{(用第 n-2 行乘 x1 去减第 n-1 行)}
\\ \\
=&\dots\\
=&
\begin{vmatrix}
1 & 1 & 1 & \dots & 1 \\
x_1-x_1 & x_2-x_1 & x_3-x_1 & \dots & x_n-x_1 \\
x_1^2-x_1x_1 & x_2^2-x_1x_2 & x_3^2-x_1x_3 & \dots & x_n^2-x_1x_n \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
x_1^{n-2}-x_1x_1^{n-3} & x_2^{n-2}-x_1x_2^{n-3} & x_3^{n-2}-x_1x_3^{n-3} & \dots & x_n^{n-2}-x_1x_n^{n-3} \\
x_1^{n-1}-x_1x_1^{n-2} & x_2^{n-1}-x_1x_2^{n-2} & x_3^{n-1}-x_1x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-1}-x_1x_n^{n-2} \\
\end{vmatrix}
\texttt{(以此类推)}
\\ \\
=&
\begin{vmatrix}
1 & 1 & 1 & \dots & 1 \\
0 & x_2-x_1 & x_3-x_1 & \dots & x_n-x_1 \\
0 & x_2^2-x_1x_2 & x_3^2-x_1x_3 & \dots & x_n^2-x_1x_n \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
0 & x_2^{n-2}-x_1x_2^{n-3} & x_3^{n-2}-x_1x_3^{n-3} & \dots & x_n^{n-2}-x_1x_n^{n-3} \\
0 & x_2^{n-1}-x_1x_2^{n-2} & x_3^{n-1}-x_1x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-1}-x_1x_n^{n-2} \\
\end{vmatrix}
\\ \\
=&
\begin{vmatrix}
x_2-x_1 & x_3-x_1 & \dots & x_n-x_1 \\
x_2^2-x_1x_2 & x_3^2-x_1x_3 & \dots & x_n^2-x_1x_n \\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
x_2^{n-2}-x_1x_2^{n-3} & x_3^{n-2}-x_1x_3^{n-3} & \dots & x_n^{n-2}-x_1x_n^{n-3} \\
x_2^{n-1}-x_1x_2^{n-2} & x_3^{n-1}-x_1x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-1}-x_1x_n^{n-2} \\
\end{vmatrix}
\\ \\
=&
(x_2-x_1)(x_3-x_1)\dots(x_n-x_1)
\begin{vmatrix}
1 & 1 & \dots & 1 \\
x_2 & x_3 & \dots & x_n \\
x_2^2 & x_3^2 & \dots & x_n^2 \\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
x_2^{n-2} & x_3^{n-2} & \dots & x_n^{n-2} \\
x_2^{n-1} & x_3^{n-1} & \dots & x_n^{n-1} \\
\end{vmatrix}
\texttt{(提出每列的公因式)}
\\ \\
=&\dots\\ \\
=&\prod\limits_{i>j}(x_i-x_j)
\end{aligned}
\]

循环矩阵的行列式

\[A=
\begin{pmatrix}
a_1 & a_2 & a_3 & \dots & a_n \\
a_n & a_1 & a_2 & \dots & a_{n-1} \\
a_{n-1} & a_n & a_1 & \dots & a_{n-2} \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
a_2 & a_3 & a_4 & \dots & a_1 \\
\end{pmatrix}
\\
\texttt{ Let }f(x)=a_1+a_2x+a_3x^2+\dots+a_nx^{n-1}
\\
\texttt{Then } |A|=f(\epsilon_1)f(\epsilon_2)\dots f(\epsilon_n)
\\
\texttt{其中 }\epsilon_i \texttt{ 是 1 的 n 个互不相同的 n 次单位根}
\]

Proof:

\[\texttt{Let } V=
\begin{pmatrix}
1 & 1 & 1 & \dots & 1 \\
\epsilon_1 & \epsilon_2 & \epsilon_3 & \dots & \epsilon_n \\
\epsilon_1^2 & \epsilon_2^2 & \epsilon_3^2 & \dots & \epsilon_n^2 \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
\epsilon_1^{n-1} & \epsilon_2^{n-1} & \epsilon_3^{n-1} & \dots & \epsilon_n^{n-1} \\
\end{pmatrix}
\\
\texttt{Then } AV=
\begin{pmatrix}
f(\epsilon_1) & f(\epsilon_2) & f(\epsilon_3) & \dots & f(\epsilon_n) \\
\epsilon_1f(\epsilon_1) & \epsilon_2f(\epsilon_2) & \epsilon_3f(\epsilon_3) & \dots & \epsilon_nf(\epsilon_n) \\
\epsilon_1^2f(\epsilon_1) & \epsilon_2^2f(\epsilon_2) & \epsilon_3^2f(\epsilon_3) & \dots & \epsilon_n^2f(\epsilon_n) \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
\epsilon_1^{n-1}f(\epsilon_1) & \epsilon_2^{n-1}f(\epsilon_2) & \epsilon_3^{n-1}f(\epsilon_3) & \dots & \epsilon_n^{n-1}f(\epsilon_n) \\
\end{pmatrix}
\\
\therefore |AV|=f(\epsilon_1)f(\epsilon_2)\dots f(\epsilon_n)|V|\\
|A|=f(\epsilon_1)f(\epsilon_2)\dots f(\epsilon_n)
\]

范德蒙德矩阵行列式 & 循环矩阵行列式的证明的更多相关文章

  1. 浅谈范德蒙德(Vandermonde)方阵的逆矩阵的求法以及快速傅里叶变换(FFT)中IDFT的原理

    浅谈范德蒙德(Vandermonde)方阵的逆矩阵与拉格朗日(Lagrange)插值的关系以及快速傅里叶变换(FFT)中IDFT的原理 标签: 行列式 矩阵 线性代数 FFT 拉格朗日插值 只要稍微看 ...

  2. bzoj 4830: [Hnoi2017]抛硬币 [范德蒙德卷积 扩展lucas]

    4830: [Hnoi2017]抛硬币 题意:A投a次硬币,B投b次硬币,a比b正面朝上次数多的方案数,模\(10^k\). \(b \le a \le b+10000 \le 10^{15}, k ...

  3. Codeforces 785D - Anton and School - 2 - [范德蒙德恒等式][快速幂+逆元]

    题目链接:https://codeforces.com/problemset/problem/785/D 题解: 首先很好想的,如果我们预处理出每个 "(" 的左边还有 $x$ 个 ...

  4. 【题解】幼儿园篮球题(范德蒙德卷积+斯特林+NTT)

    [题解]幼儿园篮球题(NTT+范德蒙德卷积+斯特林数) 题目就是要我们求一个式子(听说叫做超几何分布?好牛逼的名字啊) \[ \sum_{i=1}^{S}\dfrac 1 {N \choose n_i ...

  5. UVA 1386 - Cellular Automaton(循环矩阵)

    UVA 1386 - Cellular Automaton option=com_onlinejudge&Itemid=8&page=show_problem&category ...

  6. BZOJ 4204 && BZOJ 2510 循环矩阵

    n^3logn非常显然.所以要用一种因为这个矩阵是一个循环矩阵,所以只要知道第一行就可以知道所有行了. C[i][j]=C[i-1][j-1]; #include <iostream> # ...

  7. HDU 5895 Mathematician QSC(矩阵乘法+循环节降幂+除法取模小技巧+快速幂)

    传送门:HDU 5895 Mathematician QSC 这是一篇很好的题解,我想讲的他基本都讲了http://blog.csdn.net/queuelovestack/article/detai ...

  8. LA 3704 (矩阵快速幂 循环矩阵) Cellular Automaton

    将这n个格子看做一个向量,每次操作都是一次线性组合,即vn+1 = Avn,所求答案为Akv0 A是一个n*n的矩阵,比如当n=5,d=1的时候: 不难发现,A是个循环矩阵,也就是将某一行所有元素统一 ...

  9. bzoj 2510: 弱题 循环矩阵

    2510: 弱题 Time Limit: 10 Sec  Memory Limit: 128 MBSubmit: 124  Solved: 61[Submit][Status][Discuss] De ...

  10. hihocoder 1388 fft循环矩阵

    #1388 : Periodic Signal 时间限制:5000ms 单点时限:5000ms 内存限制:256MB 描述 Profess X is an expert in signal proce ...

随机推荐

  1. 搞AI开发,你不得不会的PyCharm技术

    摘要:PyCharm在AI项目开发提供了优秀的代码编辑.调试.远程连接和同步能力,在开发者中广受欢迎. 使用PyCharm插件配合ModelArts: 一键帮助用户配置远程ModelArts Note ...

  2. vue2升级vue3:Vue Router报错,directly inside <transition> or <keep-a

    vue3 报这个错误: vue-router.mjs:35 [Vue Router warn]: <router-view> can no longer be used directly ...

  3. 火山引擎DataLeap如何解决SLA治理难题(一):应用场景与核心概念介绍

    更多技术交流.求职机会,欢迎关注字节跳动数据平台微信公众号,回复[1]进入官方交流群 基于火山引擎分布式治理的理念,数据平台数据治理团队自研了火山引擎DataLeap SLA保障平台,目前已在字节内部 ...

  4. DataLeap的全链路智能监控报警实践(三): 系统实现

    系统实现 整体架构 基线管理模块:负责基线创建.更新.删除等操作,管理基线元信息,包括保障任务,承诺时间,余量及报警配置等): 基线实例生成:系统每天定时触发生成基线实例,生成实例的同时根据保障任务, ...

  5. 火山引擎DataLeap联合DataFun发布《数据治理知识地图》

    近期,火山引擎DataLeap和技术社区DataFun联合发布<数据治理知识地图专业版V1>(以下简称"地图"),地图将数据治理的领域.流程.技术.工具等内容进行系统化 ...

  6. C# NLog 配置

    首先用NuGet安装NLog依赖DLL NLog NLog.Config NLog.Schema NLog配置文件NLog.config: <?xml version="1.0&quo ...

  7. SpringBoot 项目实战 | 瑞吉外卖 Day04

    该系列将记录一份完整的实战项目的完成过程,该篇属于第四天 案例来自B站黑马程序员Java项目实战<瑞吉外卖>,请结合课程资料阅读以下内容 该篇我们将完成以下内容: 文件上传下载 新增菜品 ...

  8. HDU 1179:Ollivanders: Makers of Fine Wands since 382 BC.

    HDU - 1179 二分图介绍:匈牙利算法 模板二分图: #include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn = 11 ...

  9. Educational Codeforces Round 109 (Rated for Div. 2) 个人补题记录(A~D,AB思维,C模拟构造,D题DP)

    补题链接:Here 1525A. Potion-making (思维 [题意描述] 作为一个魔法师,现在我想配置一杯药物浓度为 \(k\%\) 的药水, 每次操作能进行添加: 一升水 一升药物精华 作 ...

  10. Android 多语言动态更新方案探索

    本文首发于 vivo互联网技术 微信公众号 链接: https://mp.weixin.qq.com/s/jG8rAjQ8QAOmViiQ33SuEg作者:陈龙 最近做的项目需要支持几十种语言,很多小 ...