题目
下三角行列式、上三角行列式、对角行列式的值都等于主对角线上元素的乘积。
下三角行列式、上三角行列式、对角行列式的值都等于主对角线上元素的乘积。
题目解答
答案
正确
解析
考查要点:本题主要考查学生对三角行列式(上三角、下三角)和对角行列式性质的理解,特别是它们的行列式值与主对角线元素乘积的关系。
解题核心思路:
- 三角行列式的定义:上三角行列式(主对角线下方元素全为0)、下三角行列式(主对角线上方元素全为0)、对角行列式(所有非对角线元素为0)。
- 行列式的展开规律:对于三角行列式,其行列式的值等于主对角线元素的乘积。这一结论可以通过展开法或分治法推导得出。
- 关键结论:无论行列式是上三角、下三角还是对角形式,只要满足三角结构,其行列式的值始终等于主对角线元素的乘积。
破题关键点:
- 明确三角行列式的结构特点,理解其行列式计算的简化规则。
- 掌握行列式展开的基本方法,能够通过具体展开验证结论。
步骤1:理解三角行列式的结构
- 上三角行列式:形如
$\begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\ 0 & a_{22} & \cdots & a_{2n} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ 0 & 0 & \cdots & a_{nn} \end{pmatrix}$
主对角线下方元素全为0。 - 下三角行列式:形如
$\begin{pmatrix} a_{11} & 0 & \cdots & 0 \\ a_{21} & a_{22} & \cdots & 0 \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{n1} & a_{n2} & \cdots & a_{nn} \end{pmatrix}$
主对角线上方元素全为0。 - 对角行列式:形如
$\begin{pmatrix} a_{11} & 0 & \cdots & 0 \\ 0 & a_{22} & \cdots & 0 \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ 0 & 0 & \cdots & a_{nn} \end{pmatrix}$
所有非对角线元素为0。
步骤2:行列式的展开规律
- 上三角行列式:按第一行展开,仅有一个非零项,即 $a_{11} \cdot M_{11}$,其中 $M_{11}$ 是余子式(仍为上三角行列式)。递推可知,行列式值为 $a_{11}a_{22}\cdots a_{nn}$。
- 下三角行列式:同理,按第一列展开,仅有一个非零项,递推后结果相同。
- 对角行列式:直接展开,所有非对角线元素为0,行列式值为 $a_{11}a_{22}\cdots a_{nn}$。
结论:三种行列式的值均等于主对角线元素的乘积,题目描述正确。