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数学
题目

在四阶行列式|a_(i)|的展开式中不会出现的项是(). A. a_(24)a_(13)a_(32)a_(41)B. -a_(24)a_(13)a_(32)a_(41)C. a_(14)a_(23)a_(32)a_(41)D. a_(11)a_(22)a_(33)a_(44)

在四阶行列式$\left|a_{i}\right|$的展开式中不会出现的项是().

  • A. $a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$
  • B. $-a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$
  • C. $a_{14}a_{23}a_{32}a_{41}$
  • D. $a_{11}a_{22}a_{33}a_{44}$

题目解答

答案

为了确定在四阶行列式 $\begin{vmatrix}a_{4}\\a_{3}\\a_{2}\\a_{1}\end{vmatrix}$ 的展开式中不会出现的项,我们需要理解行列式的定义。一个 $n$ 阶行列式是 $n!$ 项的和,每一项是 $n$ 个元素的乘积,这些元素位于不同的行和不同的列。每一项的符号由对应排列的奇偶性决定。 给定的四阶行列式是 $\begin{vmatrix}a_{41} & a_{42} & a_{43} & a_{44} \\ a_{31} & a_{32} & a_{33} & a_{34} \\ a_{21} & a_{22} & a_{23} & a_{24} \\ a_{11} & a_{12} & a_{13} & a_{14}\end{vmatrix}$。 我们来分析每个选项: A. $a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$ - 这项中元素的行标为 $2, 1, 3, 4$,列标为 $4, 3, 2, 1$。 - 列标排列 $4321$ 的逆序数为 $3+2+1=6$,是偶排列,所以项的符号为正。 - 因此,项 $a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$ 会出现在行列式的展开式中。 B. $-a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$ - 这项中元素的行标为 $2, 1, 3, 4$,列标为 $4, 3, 2, 1$。 - 列标排列 $4321$ 的逆序数为 $3+2+1=6$,是偶排列,所以项的符号为正。 - 因此,项 $-a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$ 不会出现在行列式的展开式中。 C. $a_{14}a_{23}a_{32}a_{41}$ - 这项中元素的行标为 $1, 2, 3, 4$,列标为 $4, 3, 2, 1$。 - 列标排列 $4321$ 的逆序数为 $3+2+1=6$,是偶排列,所以项的符号为正。 - 因此,项 $a_{14}a_{23}a_{32}a_{41}$ 会出现在行列式的展开式中。 D. $a_{11}a_{22}a_{33}a_{44}$ - 这项中元素的行标为 $1, 2, 3, 4$,列标为 $1, 2, 3, 4$。 - 列标排列 $1234$ 的逆序数为 $0$,是偶排列,所以项的符号为正。 - 因此,项 $a_{11}a_{22}a_{33}a_{44}$ 会出现在行列式的展开式中。 综上所述,选项 B 中的项 $-a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$ 不会出现在行列式的展开式中。 答案是 $\boxed{B}$。

解析

考查要点:本题主要考查四阶行列式展开式的项的构成规则,包括元素的位置排列和符号确定。

解题核心思路:

  1. 行列式展开项的结构:每个项由不同行、不同列的四个元素相乘组成。
  2. 符号判断:根据列排列的逆序数奇偶性确定符号。逆序数为偶数时符号为正,奇数时为负。

破题关键点:

  • 列排列的逆序数计算:将列标按行顺序排列,计算其逆序数总和。
  • 符号与选项对比:若选项中的符号与逆序数计算结果不符,则该选项不会出现。

选项分析

选项A:$a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$

  • 行标:$2,1,3,4$(不同行)
  • 列标:$4,3,2,1$(不同列)
  • 列排列:$4,3,2,1$,逆序数为 $3+2+1=6$(偶数)
  • 符号:正号,与选项一致,会出现。

选项B:$-a_{24}a_{13}a_{32}a_{41}$

  • 行标:$2,1,3,4$(不同行)
  • 列标:$4,3,2,1$(不同列)
  • 列排列:$4,3,2,1$,逆序数为 $6$(偶数)
  • 符号:应为正号,但选项为负号,不会出现。

选项C:$a_{14}a_{23}a_{32}a_{41}$

  • 行标:$1,2,3,4$(不同行)
  • 列标:$4,3,2,1$(不同列)
  • 列排列:$4,3,2,1$,逆序数为 $6$(偶数)
  • 符号:正号,与选项一致,会出现。

选项D:$a_{11}a_{22}a_{33}a_{44}$

  • 行标:$1,2,3,4$(不同行)
  • 列标:$1,2,3,4$(不同列)
  • 列排列:$1,2,3,4$,逆序数为 $0$(偶数)
  • 符号:正号,与选项一致,会出现。

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