题目
已知矩阵A=}1&1&-11&2&13&2&a-1,若矩阵的秩r(A)=2,则a=().A. 0B. -4C. 1D. 3
已知矩阵$A=\begin{pmatrix}1&1&-1\\1&2&1\\3&2&a-1\end{pmatrix}$,若矩阵的秩$r(A)=2$,则a=().
A. 0
B. -4
C. 1
D. 3
题目解答
答案
B. -4
解析
考查要点:本题主要考查矩阵秩的概念及行列式的计算,需要理解矩阵秩为2的条件:所有3阶子式(行列式)为零,且至少存在一个2阶子式不为零。
解题思路:
- 计算矩阵的行列式,令其等于零,解出参数$a$的值。
- 验证是否存在非零的2阶子式,确保秩确实为2而非更小。
步骤1:计算矩阵的行列式
矩阵$A$的行列式展开为:
$\begin{aligned}|A| &= 1 \cdot \begin{vmatrix}2 & 1 \\ 2 & a-1\end{vmatrix} - 1 \cdot \begin{vmatrix}1 & 1 \\ 3 & a-1\end{vmatrix} + (-1) \cdot \begin{vmatrix}1 & 2 \\ 3 & 2\end{vmatrix} \\
&= 1 \cdot [2(a-1) - 2] - 1 \cdot [(a-1) - 3] + (-1) \cdot [2 - 6] \\
&= (2a - 4) - (a - 4) + 4 \\
&= a + 4.
\end{aligned}$
步骤2:令行列式为零求$a$
由$r(A)=2$,行列式必须为零:
$a + 4 = 0 \quad \Rightarrow \quad a = -4.$
步骤3:验证存在非零的2阶子式
例如,前两行前两列的子矩阵:
$\begin{vmatrix}1 & 1 \\ 1 & 2\end{vmatrix} = 1 \cdot 2 - 1 \cdot 1 = 1 \neq 0.$
因此,当$a=-4$时,矩阵的秩为2。