题目
6.矩阵A= (} -1& 0& 0 0& 2& 5 0& 1& 3 ) .
6.矩阵
的逆矩阵为( )。




题目解答
答案
∵矩阵A为三阶矩阵,且
,
通过
,得:


∴
又
∴
综上所述,本题答案选择A。
解析
考查要点:本题主要考查矩阵求逆的能力,涉及行列式计算、余因子矩阵和伴随矩阵的应用。
解题核心思路:
- 行列式计算:利用分块矩阵的性质简化行列式的计算。
- 余因子矩阵:逐个计算每个元素的余因子,注意符号的正确性。
- 伴随矩阵:将余因子矩阵转置得到伴随矩阵,最终通过公式 $A^{-1} = \frac{1}{|A|} A^*$ 求解。
破题关键点:
- 分块矩阵行列式:矩阵 $A$ 的结构为分块三角矩阵,行列式可分解为块行列式的乘积。
- 余因子符号:余因子的符号由 $(-1)^{i+j}$ 决定,需特别注意奇偶次方的影响。
步骤1:计算行列式 $|A|$
矩阵 $A$ 的结构为分块三角矩阵,行列式为各块行列式的乘积:
$|A| = (-1) \cdot \begin{vmatrix} 2 & 5 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} = (-1) \cdot (2 \cdot 3 - 5 \cdot 1) = -1.$
步骤2:计算余因子矩阵
逐个计算余因子 $A_{ij}$:
- 第一行:
$A_{11} = (-1)^{1+1} \cdot \begin{vmatrix} 2 & 5 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} = 1 \cdot 1 = 1$,
$A_{12} = (-1)^{1+2} \cdot 0 = 0$,
$A_{13} = (-1)^{1+3} \cdot 0 = 0$。 - 第二行:
$A_{21} = (-1)^{2+1} \cdot 0 = 0$,
$A_{22} = (-1)^{2+2} \cdot \begin{vmatrix} -1 & 0 \\ 0 & 3 \end{vmatrix} = 1 \cdot (-3) = -3$,
$A_{23} = (-1)^{2+3} \cdot \begin{vmatrix} -1 & 0 \\ 0 & 1 \end{vmatrix} = (-1) \cdot (-1) = 1$。 - 第三行:
$A_{31} = (-1)^{3+1} \cdot 0 = 0$,
$A_{32} = (-1)^{3+2} \cdot \begin{vmatrix} -1 & 0 \\ 0 & 5 \end{vmatrix} = (-1) \cdot (-5) = 5$,
$A_{33} = (-1)^{3+3} \cdot \begin{vmatrix} -1 & 0 \\ 0 & 2 \end{vmatrix} = 1 \cdot (-2) = -2$。
余因子矩阵为:
$\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & -3 & 1 \\ 0 & 5 & -2 \end{pmatrix}.$
步骤3:求伴随矩阵 $A^*$
将余因子矩阵转置:
$A^* = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & -3 & 5 \\ 0 & 1 & -2 \end{pmatrix}.$
步骤4:求逆矩阵 $A^{-1}$
根据公式 $A^{-1} = \frac{1}{|A|} A^*$,代入 $|A| = -1$:
$A^{-1} = -A^* = \begin{pmatrix} -1 & 0 & 0 \\ 0 & 3 & -5 \\ 0 & -1 & 2 \end{pmatrix}.$