设|A|=1,|B|=2,A=(α1,α2,α3,α),B=(α1,α2,α3,β),其中a1,a2,a3,a为四维列向量,则|A-2B|=()A. 56B. -7C. -21D. 3
A. 56
B. -7
C. -21
D. 3
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查行列式的性质,特别是行列式的多线性性质和列操作对行列式的影响。
解题核心思路:
- 分解矩阵结构:观察矩阵$A$和$B$的前三列相同,第四列不同,从而将$A-2B$的前三列提取公因子$-1$。
- 行列式拆分:利用行列式的多线性性质,将第四列的线性组合拆分为两个行列式的差。
- 代入已知值:结合已知的$|A|=1$和$|B|=2$,计算最终结果。
破题关键点:
- 提取公因子:前三列的公因子$-1$会带来$(-1)^3$的系数。
- 行列式拆分:将第四列的$\alpha - 2\beta$拆分为$\alpha$和$\beta$的线性组合,分别对应$|A|$和$|B|$。
步骤1:分解矩阵$A-2B$的结构
矩阵$A$和$B$的前三列均为$\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$,第四列分别为$\alpha$和$\beta$。因此:
$A - 2B = \begin{pmatrix}\alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \alpha\end{pmatrix} - 2 \begin{pmatrix}\alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \beta\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}-\alpha_1 & -\alpha_2 & -\alpha_3 & \alpha - 2\beta\end{pmatrix}.$
步骤2:提取前三列的公因子$-1$
前三列均可提取公因子$-1$,行列式变为:
$|A - 2B| = (-1)^3 \cdot \begin{vmatrix}\alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \alpha - 2\beta\end{vmatrix}.$
步骤3:拆分第四列的行列式
利用行列式的多线性性质,将第四列拆分为$\alpha$和$\beta$的线性组合:
$\begin{vmatrix}\alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \alpha - 2\beta\end{vmatrix} = \begin{vmatrix}\alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \alpha\end{vmatrix} - 2 \begin{vmatrix}\alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \beta\end{vmatrix}.$
步骤4:代入已知行列式值
根据题意,$\begin{vmatrix} \alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \alpha \end{vmatrix} = |A| = 1$,$\begin{vmatrix} \alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \beta \end{vmatrix} = |B| = 2$,因此:
$\begin{vmatrix}\alpha_1 & \alpha_2 & \alpha_3 & \alpha - 2\beta\end{vmatrix} = 1 - 2 \times 2 = -3.$
步骤5:计算最终结果
将结果代入原式:
$|A - 2B| = (-1)^3 \times (-3) = (-1) \times (-3) = 3.$