题目
设 A=[x & y & 0 & 0 & 0 0 & x & y & 0 & 0 0 & 0 & x & y & 0 0 & 0 & 0 & x & y y & 0 & 0 & 0 & x]=,则 |A|=()。A. x^5 + y^5B. -x^5 + y^5C. -x^5 - y^5D. x^5 - y^5
设 $A=\left[\begin{array}{cccccc}x & y & 0 & 0 & 0 \\ 0 & x & y & 0 & 0 \\ 0 & 0 & x & y & 0 \\ 0 & 0 & 0 & x & y \\ y & 0 & 0 & 0 & x\end{array}\right]=$,则 $|A|=$()。
A. $x^5 + y^5$
B. $-x^5 + y^5$
C. $-x^5 - y^5$
D. $x^5 - y^5$
题目解答
答案
A. $x^5 + y^5$
解析
本题考查5阶特殊结构矩阵的行列式计算。关键在于观察矩阵的循环对称性,利用排列法或特征值分析简化计算。矩阵主对角线为$x$,次对角线(含循环连接的第五行首元素$y$)为$y$,其余为0。通过分析唯一非平凡的5-循环排列,可快速得出行列式为$x^5 + y^5$。
关键思路
- 观察矩阵结构:主对角线全为$x$,次对角线(含第五行首元素$y$)为$y$,其余为0。
- 行列式展开分析:行列式由所有排列对应的乘积之和构成。主对角线排列贡献$x^5$,唯一非平凡的5-循环排列(将元素位置循环右移)贡献$y^5$,符号为$+1$。
- 验证特殊值:令$x=0$或$y=0$,验证结果与选项匹配,排除干扰项。
详细步骤
- 主对角线排列:所有元素取主对角线$x$,乘积为$x^5$,符号为$+1$。
- 5-循环排列:排列$(1 \to 2 \to 3 \to 4 \to 5 \to 1)$,对应元素$a_{1,2}=y, a_{2,3}=y, a_{3,4}=y, a_{4,5}=y, a_{5,1}=y$,乘积为$y^5$,符号为$(-1)^{5-1}=+1$。
- 其他排列:无法形成完整的$y$乘积链,或符号抵消,故不贡献额外项。
- 综合结果:行列式$|A| = x^5 + y^5$。