计算下列阶行列式
计算下列
阶行列式

题目解答
答案
因为行列式进行初等行变换,行列式的值不变,故使用第一行元素分别加到第一行到第
行可得
,而右上角或左下角元素全为零的行列式等于对角线元素相乘,故
,所以行列式的值为
。
解析
考查要点:本题主要考查行列式的初等行变换以及上三角(或下三角)行列式的性质。关键在于通过行变换将原行列式转化为上三角形式,从而快速计算其值。
解题思路:
- 初等行变换:利用“一行加到另一行”不改变行列式值的性质,将第一行元素加到其他各行,使得下方元素变为零,形成上三角矩阵。
- 对角线乘积:上三角行列式的值等于其对角线元素的乘积,直接计算即可。
破题关键:
- 构造上三角形式:通过行变换使左下方元素全为零。
- 对角线元素的确定:明确变换后对角线元素的具体值。
假设原行列式为 $n$ 阶,形式如下(具体元素未给出,但可通过答案推断结构):
$\begin{vmatrix}1 & 1 & 1 & \cdots & 1 \\-1 & a_{22} & a_{23} & \cdots & a_{2n} \\-1 & a_{32} & a_{33} & \cdots & a_{3n} \\\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\-1 & a_{n2} & a_{n3} & \cdots & a_{nn}\end{vmatrix}$
步骤 1:初等行变换
将第一行依次加到第二行、第三行、…、第 $n$ 行,得到:
$\begin{vmatrix}1 & 1 & 1 & \cdots & 1 \\0 & a_{22}+1 & a_{23}+1 & \cdots & a_{2n}+1 \\0 & a_{32}+1 & a_{33}+1 & \cdots & a_{3n}+1 \\\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\0 & a_{n2}+1 & a_{n3}+1 & \cdots & a_{nn}+1\end{vmatrix}$
此时,行列式变为上三角矩阵。
步骤 2:计算对角线乘积
根据上三角行列式的性质,其值等于对角线元素的乘积:
$\text{行列式值} = 1 \cdot (a_{22}+1) \cdot (a_{33}+1) \cdot \ldots \cdot (a_{nn}+1)$
关键结论:
若变换后所有对角线元素均为 $u$,则行列式值为 $u^n$。