题目
1 2 3 ... n-|||-2 3 4 ... 1-|||-三、(12分)计算n阶行列式 3 4 5 ... 2 。-|||-......... .......-|||-n 1 2 ... n-1

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查n阶行列式的计算技巧,特别是利用列加减、提取公因子、行变换等方法将复杂行列式化简为易计算的形式。
解题核心思路:
- 列加减法:将各列相加到第1列,利用每一行元素之和为定值,提取公因子。
- 行变换:通过相邻行相减,将行列式转化为上三角或带规律的结构,简化计算。
- 符号处理:注意行列式变换过程中符号的变化规律。
破题关键点:
- 发现每一行元素之和为定值,从而通过列加减法提取公因子。
- 通过行变换制造零元素,将行列式转化为易于计算的形式。
步骤1:列加减法提取公因子
将行列式的各列相加到第1列,此时第1列的每个元素变为:
$1 + 2 + 3 + \cdots + n = \frac{n(n+1)}{2}$
因此,第1列可提出公因子$\frac{n(n+1)}{2}$,行列式变为:
$D = \frac{n(n+1)}{2} \cdot \begin{vmatrix}1 & 2 & 3 & \cdots & n \\1 & 3 & 5 & \cdots & 1 \\\vdots & \vdots & \vdots & & \vdots \\1 & n & 1 & \cdots & n-1\end{vmatrix}$
步骤2:行变换化简行列式
对化简后的行列式进行相邻行相减:
- 第$n$行减第$n-1$行
- 第$n-1$行减第$n-2$行
- $\cdots$
- 第2行减第1行
通过此操作,第1列下方元素全变为0,其余列元素形成规律性变化。最终行列式变为上三角形式,对角线元素为1,其余元素按特定规律排列。
步骤3:计算最终结果
上三角行列式的值为对角线元素乘积,结合符号因子$(-1)^{\frac{n(n+1)}{2}}$(由行变换次数决定),最终结果为:
$D = \frac{n(n+1)}{2} \cdot (-1)^{\frac{n(n+1)}{2}} \cdot \frac{1}{2}(n^n + n^{n-1})$