题目
25.(填空题,4.0分)已知四阶行列D中第三列元素依次为-1,2,0,1,它们的余子式依次分布为5,3,-7,4,则D=____.
25.(填空题,4.0分)
已知四阶行列D中第三列元素依次为-1,2,0,1,它们的余子式依次分布为5,3,-7,4,则D=____.
题目解答
答案
按列展开行列式,第三列元素与对应代数余子式的乘积和为:
\[
D = (-1) \cdot 5 + 2 \cdot (-3) + 0 \cdot (-7) + 1 \cdot (-4) = -5 - 6 - 4 = -15
\]
或直接使用余子式:
\[
D = (-1) \cdot 5 - 2 \cdot 3 + 0 \cdot (-7) - 1 \cdot 4 = -5 - 6 - 4 = -15
\]
答案:$\boxed{-15}$
解析
考查要点:本题主要考查行列式按列展开的性质,即行列式等于其任一列元素与其对应的代数余子式乘积之和。
解题核心思路:
- 明确代数余子式的定义:代数余子式 $A_{ij} = (-1)^{i+j} M_{ij}$,其中 $M_{ij}$ 是余子式。
- 符号因子的计算:根据元素所在行 $i$ 和列 $j$,符号因子为 $(-1)^{i+j}$。
- 按第三列展开行列式:将第三列元素与对应的代数余子式相乘后求和。
破题关键点:
- 区分余子式与代数余子式:题目中给出的余子式是 $M_{ij}$,需通过符号因子转换为代数余子式 $A_{ij}$。
- 逐项计算:注意符号因子的正负,避免计算错误。
根据行列式按列展开的公式,四阶行列式 $D$ 按第三列展开为:
$D = a_{13}A_{13} + a_{23}A_{23} + a_{33}A_{33} + a_{43}A_{43}$
步骤分解:
- 确定第三列元素:$a_{13} = -1$,$a_{23} = 2$,$a_{33} = 0$,$a_{43} = 1$。
- 计算代数余子式:
- $A_{13} = (-1)^{1+3} \cdot 5 = 1 \cdot 5 = 5$
- $A_{23} = (-1)^{2+3} \cdot 3 = -1 \cdot 3 = -3$
- $A_{33} = (-1)^{3+3} \cdot (-7) = 1 \cdot (-7) = -7$
- $A_{43} = (-1)^{4+3} \cdot 4 = -1 \cdot 4 = -4$
- 代入公式求和:
$D = (-1) \cdot 5 + 2 \cdot (-3) + 0 \cdot (-7) + 1 \cdot (-4) = -5 -6 -4 = -15$