题目
x a a-|||-a x a-|||-4.计算行列式 _(n)=-|||-a a x

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查行列式的性质与计算,特别是利用行变换将行列式化为三角形形式的技巧。
解题核心思路:
通过行变换将原行列式转化为下三角矩阵,此时行列式的值等于主对角线元素的乘积。关键在于构造出下三角结构,使得非对角线元素变为0,从而简化计算。
破题关键点:
- 观察行列式结构:主对角线元素为$x$,非对角线元素为$a$(可能存在特殊元素,如最后一行首元素为$-a$)。
- 行变换策略:通过将某一行减去其他行的适当倍数,逐步消去非对角线元素,形成下三角形式。
步骤1:构造下三角矩阵
- 保持第一行不变,将第2行至第$n$行依次进行行变换:
- 第$i$行($i=2,3,\dots,n$) 减去 第1行,使得第$i$行的第1列元素变为$0$。
- 具体操作:
$R_i \leftarrow R_i - R_1 \quad (i=2,3,\dots,n)$
此时,第$i$行的第1列元素为$0$,其余元素变为$x - a$(主对角线)和$0$(非对角线)。
步骤2:展开行列式
经过上述变换后,行列式变为下三角矩阵:
$\begin{vmatrix}x + (n-1)a & * & \cdots & * \\0 & x - a & \cdots & 0 \\\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\0 & 0 & \cdots & x - a\end{vmatrix}$
其中,第一行的第1列元素为$x + (n-1)a$(通过行和计算得到),其余主对角线元素为$x - a$。
步骤3:计算行列式值
下三角矩阵的行列式等于主对角线元素的乘积:
$D_n = [x + (n-1)a] \cdot (x - a)^{n-1}$