题目
设4阶行列式D的第4列元素分别为16,-6,5,0,对应的余子式分别为 0,-3,2,41,则D =____。
设4阶行列式D的第4列元素分别为16,-6,5,0,对应的余子式分别为 0,-3,2,41,则D =____。
题目解答
答案
8
解析
考查要点:本题主要考查行列式按列展开的展开式定理,即利用某列元素及其对应的代数余子式计算行列式的值。
解题核心思路:
根据行列式的展开定理,行列式等于某一列元素与其对应的代数余子式乘积之和。代数余子式由余子式乘以符号因子 $(-1)^{i+j}$ 得到。题目中已给出第四列的元素和对应的余子式,需先计算代数余子式,再代入公式求和。
破题关键点:
- 明确代数余子式的符号计算:符号因子为 $(-1)^{i+j}$,其中 $i$ 为元素所在行号,$j=4$(第四列)。
- 正确代入公式:将元素与对应的代数余子式相乘后求和,注意符号和计算顺序。
根据行列式按列展开的公式,四阶行列式 $D$ 的第4列展开式为:
$D = a_{14}A_{14} + a_{24}A_{24} + a_{34}A_{34} + a_{44}A_{44}$
其中,$a_{i4}$ 是第4列元素,$A_{i4}$ 是对应的代数余子式,计算步骤如下:
计算代数余子式 $A_{i4}$
代数余子式 $A_{i4} = (-1)^{i+4} \cdot M_{i4}$,其中 $M_{i4}$ 是题目中给出的余子式:
- 第1行:$A_{14} = (-1)^{1+4} \cdot 0 = (-1)^5 \cdot 0 = 0$
- 第2行:$A_{24} = (-1)^{2+4} \cdot (-3) = (-1)^6 \cdot (-3) = -3$
- 第3行:$A_{34} = (-1)^{3+4} \cdot 2 = (-1)^7 \cdot 2 = -2$
- 第4行:$A_{44} = (-1)^{4+4} \cdot 41 = (-1)^8 \cdot 41 = 41$
代入展开式求和
将元素与对应的代数余子式相乘并求和:
$\begin{aligned}D &= 16 \cdot 0 + (-6) \cdot (-3) + 5 \cdot (-2) + 0 \cdot 41 \\&= 0 + 18 - 10 + 0 \\&= 8\end{aligned}$