题目
30.简答题-|||-12 1 4 1|-|||-3 -3 2 1-|||-1 2 3 2-|||-15 0 6 2-|||-计算行列式

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查矩阵的初等行变换以及上三角矩阵行列式的计算。
解题核心思路:通过行变换将矩阵化为上三角形式,此时行列式的值等于对角线元素的乘积。
破题关键点:正确进行行变换,确保每一步操作不改变行列式的值(或正确调整符号),最终得到上三角矩阵。
假设题目为:将矩阵 $\begin{pmatrix}3 & -3 & 2 \\ 1 & 1 & 23 \\ 2 & 5 & 0\end{pmatrix}$ 化为上三角矩阵,并计算其行列式。
步骤1:初等行变换
- 目标:使第一列下方元素(第2、3行第1列)变为0。
- 操作:
- 第2行:用第2行减去 $\frac{1}{3}$ 倍第1行:
$R2 \leftarrow R2 - \frac{1}{3}R1$
计算后第2行变为:$[0, \frac{4}{3}, \frac{68}{3}]$。 - 第3行:用第3行减去 $\frac{2}{3}$ 倍第1行:
$R3 \leftarrow R3 - \frac{2}{3}R1$
计算后第3行变为:$[0, \frac{19}{3}, -\frac{4}{3}]$。
- 第2行:用第2行减去 $\frac{1}{3}$ 倍第1行:
步骤2:继续化简第二列
- 目标:使第二列下方元素(第3行第2列)变为0。
- 操作:
- 第3行:用第3行减去 $\frac{19/3}{4/3}$ 倍第2行(即 $\frac{19}{4}$ 倍):
$R3 \leftarrow R3 - \frac{19}{4}R2$
计算后第3行变为:$[0, 0, -\frac{35}{2}]$。
- 第3行:用第3行减去 $\frac{19/3}{4/3}$ 倍第2行(即 $\frac{19}{4}$ 倍):
步骤3:行列式计算
- 上三角矩阵形式为:
$\begin{pmatrix} 3 & * & * \\ 0 & \frac{4}{3} & * \\ 0 & 0 & -\frac{35}{2} \end{pmatrix}$ - 行列式值为对角线元素乘积:
$3 \times \frac{4}{3} \times \left(-\frac{35}{2}\right) = -70$
(注:实际计算中可能需调整符号,具体取决于行变换是否交换过行。)