设三阶行列式 D 的第一行元素为 1,2,3,第二行元素的代数余子式分别为 a+1, a-2, a-1,则 a= ( ).A. 0B. 2C. 1D. 3
设三阶行列式 $D$ 的第一行元素为 $1,2,3$,第二行元素的代数余子式分别为 $a+1, a-2, a-1$,则 $a=$ ( ). A. 0 B. 2 C. 1 D. 3
题目解答
答案
我们来逐步分析并解答这个三阶行列式的问题。
题目已知:
设三阶行列式 $ D $ 的:
- 第一行元素为:$ 1, 2, 3 $
- 第二行元素的代数余子式分别为:$ a+1, a-2, a-1 $
要求求出 $ a = ? $
选项为:A. 0,B. 2,C. 1,D. 3
第一步:理解代数余子式的性质
我们记三阶行列式为:
$D = \begin{vmatrix}1 & 2 & 3 \\b_1 & b_2 & b_3 \\c_1 & c_2 & c_3 \\\end{vmatrix}$
即第一行是 $ 1, 2, 3 $,第二行是未知的 $ b_1, b_2, b_3 $,第三行也是未知的。
但我们不关心第二行具体是什么,而是知道第二行每个元素对应的代数余子式。
记 $ A_{21}, A_{22}, A_{23} $ 为第二行各元素的代数余子式。
题目告诉我们:
$A_{21} = a+1,\quad A_{22} = a-2,\quad A_{23} = a-1$
第二步:利用行列式展开的性质
一个重要性质是:
> 行列式按某一行(列)展开:
>
$> D = b_1 A_{21} + b_2 A_{22} + b_3 A_{23}
>$
> 即第二行元素乘以其对应的代数余子式之和。
但我们不知道 $ b_1, b_2, b_3 $,所以不能直接用这个展开来算 $ D $。
但是,还有一个非常关键的性质:
> 某一行的元素与另一行对应元素的代数余子式的乘积之和为 0。
即:
> 第 $ i $ 行元素与第 $ j $ 行代数余子式的乘积之和,当 $ i \ne j $ 时,结果为 0。
特别地:
> 第一行元素 × 第二行对应代数余子式之和 = 0
即:
$1 \cdot A_{21} + 2 \cdot A_{22} + 3 \cdot A_{23} = 0$
这是解题的关键!
因为第一行和第二行不同,所以这个“交叉展开”等于 0。
第三步:代入已知的代数余子式
将 $ A_{21} = a+1 $, $ A_{22} = a-2 $, $ A_{23} = a-1 $ 代入:
$1 \cdot (a+1) + 2 \cdot (a-2) + 3 \cdot (a-1) = 0$
计算左边:
$(a+1) + 2(a - 2) + 3(a - 1) = a + 1 + 2a - 4 + 3a - 3 = (a + 2a + 3a) + (1 - 4 - 3) = 6a - 6$
令其等于 0:
$6a - 6 = 0 \Rightarrow 6a = 6 \Rightarrow a = 1$
第四步:得出答案
所以,$ a = 1 $
对应选项是:C. 1
✅ 最终答案:
$\boxed{C. 1}$
解析
本题考查行列式的性质,解题的关键在于利用行列式中某一行的元素与另一行对应元素的代数余子式的乘积之和为$0$这一性质来求解$(a$的值。
设三阶行列式$D = \begin{vmatrix}1 & 2 & 3 \\b_1 & b_2 & b_3 \\c_1 & c_2 & c_3 \\\end{vmatrix}$,其中第一行元素为$1) \(1, 2, 3$,第二行元素为$b_1, b_2, b_3$,第三行元素为$c_1, c_2, c_3$。
已知第二行元素的代数余子式分别为$A_{21}=a + 1$,$A_{22}=a - 2$,$A_{23}=a - 1$。
根据行列式的性质:某一行的元素与另一行对应元素的代数余子式的乘积之和为$0$,即第一行元素与第二行对应元素的代数余子式的乘积之和为$0$,可列出等式:
$1\times A_{21}+2\times A_{22}+3\times A_{23}=0$
将$A_{21}=a + 1$,$A_{22}=a - 2$,$3) \(A_{23}=a - 1$代入上式可得:
$1\times(a + 1)+2\times(a - 2)+3(a - 1)=0$
接下来进行计算:
- 去括号:$a + 1 + 2a - 4 + 3a - 3 = 0$
- 合并同类项:$(a + 2a + 3a)+(1 - 4 - 3)=0$,即$6a - 6 = 0$
- 求解$a$:
移项可得$6a = 6$,两边同时除以$6$,解得$a = 1$。