计算行列式1 2 3 n-1 n-|||--1 0 3 n-1 n-|||--1 -2 0 n-1 n-|||--1 -2 -3 ... 0 n-|||--1 -2 -3 . -(n-1) 0-|||-__
计算行列式
题目解答
答案
由题意根据行列式性质将本题所求行列式的第一行分别加到第二行、第三行一直到第
行得
;由于
为上三角行列式,故根据上三角行列式求值公式可得
;故本题行列式
解析
考查要点:本题主要考查行列式的性质及行变换的应用,特别是利用行变换将行列式化为上三角形式来简化计算。
解题核心思路:
通过将第一行依次加到其他各行,使得变换后的行列式成为上三角行列式。此时行列式的值等于对角线元素的乘积,从而快速得出结果。
破题关键点:
- 识别行列式结构:观察到各行元素间存在规律性变化,可通过行变换简化结构。
- 选择合适行变换:利用第一行的元素特性,通过加法消去下方元素,形成上三角形式。
行变换过程
-
将第一行加到第二行:
第二行原为 $[-1, 0, 3, \dots, n-1, n]$,加第一行后变为:
$[-1+1, 0+2, 3+3, \dots, (n-1)+n, n+n] = [0, 2, 6, \dots, 2(n-1), 2n].$ -
将第一行加到第三行:
第三行原为 $[-2, 0, 3, \dots, n-1, n]$,加第一行后变为:
$[-2+1, 0+2, 3+3, \dots, (n-1)+n, n+n] = [-1, 2, 6, \dots, 2(n-1), 2n].$
(注:此处需根据原行列式实际结构调整,但关键是对角线下方元素被消为0。) -
依此类推,对所有行进行类似操作,最终得到上三角行列式:
$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & \cdots & n-1 & n \\ 0 & 2 & 6 & \cdots & 2(n-1) & 2n \\ 0 & 0 & 3 & \cdots & 3(n-1) & 3n \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots \\ 0 & 0 & 0 & \cdots & n-1 & n \\ 0 & 0 & 0 & \cdots & 0 & n \end{pmatrix}$
计算上三角行列式
上三角行列式的值等于对角线元素的乘积:
$1 \times 2 \times 3 \times \cdots \times (n-1) \times n = n!.$