题目
在四阶行列式 D 中,第二行元素依次为 1,0,1,2,它们的余子式依次为 3,-1,2,1,则行列式 D= ( )A. -3B. -1C. 0D. 1
在四阶行列式 $D$ 中,第二行元素依次为 $1,0,1,2$,它们的余子式依次为 $3,-1,2,1$,则行列式 $D=$ ( )
A. -3
B. -1
C. 0
D. 1
题目解答
答案
A. -3
解析
本题考查行列式按行展开的性质,核心在于理解余子式与代数余子式的关系。关键点在于:
- 行列式按某一行展开时,元素与其对应的代数余子式相乘后求和;
- 代数余子式是余子式乘以$(-1)^{i+j}$,其中$i$为元素所在的行数,$j$为列数;
- 题目中给出的是余子式,需先转换为代数余子式,再代入计算。
行列式展开原理
四阶行列式$D$按第二行展开,公式为:
$D = a_{21}A_{21} + a_{22}A_{22} + a_{23}A_{23} + a_{24}A_{24}$
其中,$a_{2j}$是第二行元素,$A_{2j}$是对应的代数余子式,满足:
$A_{2j} = (-1)^{2+j} \cdot M_{2j}$
($M_{2j}$为余子式)
代数余子式计算
题目给出第二行元素$a_{21}=1, a_{22}=0, a_{23}=1, a_{24}=2$,余子式$M_{2j}=3,-1,2,1$。代入公式:
- $A_{21}$:
$A_{21} = (-1)^{2+1} \cdot 3 = (-1)^3 \cdot 3 = -3$ - $A_{22}$:
$A_{22} = (-1)^{2+2} \cdot (-1) = (-1)^4 \cdot (-1) = -1$ - $A_{23}$:
$A_{23} = (-1)^{2+3} \cdot 2 = (-1)^5 \cdot 2 = -2$ - $A_{24}$:
$A_{24} = (-1)^{2+4} \cdot 1 = (-1)^6 \cdot 1 = 1$
行列式求值
将元素与代数余子式相乘后求和:
$\begin{aligned}D &= 1 \cdot (-3) + 0 \cdot (-1) + 1 \cdot (-2) + 2 \cdot 1 \\&= -3 + 0 -2 + 2 \\&= -3\end{aligned}$