题目
2 -5 1 2-|||--3 7 -1 4-|||-计算 D=-|||-5 -9 2 7-|||-4 -6 1 2

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查四阶行列式的计算方法,特别是通过行变换将行列式化为上三角矩阵,从而简化计算。
解题核心思路:通过行变换将原行列式逐步化为上三角矩阵,此时行列式的值等于对角线元素的乘积。关键在于通过加减行操作,将下方元素变为零,减少计算复杂度。
破题关键点:
- 选择第一列作为主元列,利用第一行的元素消去下方各行的第一个元素。
- 逐列处理,依次将第二列、第三列下方的元素消为零,最终形成上三角矩阵。
步骤1:消去第一列下方元素
- 第二行:用第一行乘以 $\frac{3}{2}$ 加到第二行,消去第二行第一个元素。
- 第三行:用第一行乘以 $-\frac{5}{2}$ 加到第三行,消去第三行第一个元素。
- 第四行:用第一行乘以 $-2$ 加到第四行,消去第四行第一个元素。
变换后行列式为:
$\begin{matrix}2 & -5 & 1 & 2 \\0 & -\frac{1}{2} & \frac{1}{2} & 7 \\0 & \frac{7}{2} & -\frac{1}{2} & 2 \\0 & 4 & -1 & -2\end{matrix}$
步骤2:消去第二列下方元素
- 第三行:用第二行乘以 $7$ 加到第三行,消去第三行第二个元素。
- 第四行:用第二行乘以 $8$ 加到第四行,消去第四行第二个元素。
变换后行列式为:
$\begin{matrix}2 & -5 & 1 & 2 \\0 & -\frac{1}{2} & \frac{1}{2} & 7 \\0 & 0 & 3 & 51 \\0 & 0 & 3 & 54\end{matrix}$
步骤3:消去第三列下方元素
- 第四行:用第三行乘以 $-1$ 加到第四行,消去第四行第三个元素。
最终上三角矩阵为:
$\begin{matrix}2 & -5 & 1 & 2 \\0 & -\frac{1}{2} & \frac{1}{2} & 7 \\0 & 0 & 3 & 51 \\0 & 0 & 0 & 3\end{matrix}$
步骤4:计算对角线乘积
对角线元素为 $2, -\frac{1}{2}, 3, 3$,乘积为:
$2 \times \left(-\frac{1}{2}\right) \times 3 \times 3 = -9$