10.[填空题]若}0&0&0&10&0&a&30&2&4&51&6&7&8=2,则a=____.
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查四阶行列式的计算,特别是利用展开法简化计算的能力。关键在于选择零元素较多的行或列展开,从而减少计算量。
解题思路:
- 观察行列式结构,优先选择第一行展开(因前三元素为0,仅第四个元素非零)。
- 将四阶行列式简化为三阶余子式,继续展开。
- 对三阶行列式进一步选择零元素较多的列或行展开,最终得到关于$a$的方程。
- 解方程求出$a$的值。
四阶行列式展开
原行列式为:
$\begin{vmatrix} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & a & 3 \\ 0 & 2 & 4 & 5 \\ 1 & 6 & 7 & 8 \end{vmatrix}$
按第一行展开,前三项因系数为0而消失,仅第4列元素1对应的余子式非零:
$1 \cdot (-1)^{1+4} \cdot
\begin{vmatrix} 0 & 0 & a \\ 0 & 2 & 4 \\ 1 & 6 & 7 \end{vmatrix}$
符号因子$(-1)^{1+4} = -1$,因此四阶行列式化简为:
$-1 \cdot
\begin{vmatrix} 0 & 0 & a \\ 0 & 2 & 4 \\ 1 & 6 & 7 \end{vmatrix}$
三阶行列式展开
对三阶行列式:
$\begin{vmatrix} 0 & 0 & a \\ 0 & 2 & 4 \\ 1 & 6 & 7 \end{vmatrix}$
按第三行展开(元素1、6、7),仅第1列元素1对应的余子式非零:
$1 \cdot (-1)^{3+1} \cdot
\begin{vmatrix} 0 & a \\ 2 & 4 \end{vmatrix}$
符号因子$(-1)^{3+1} = 1$,二阶行列式值为:
$0 \cdot 4 - a \cdot 2 = -2a$
因此三阶行列式值为:
$1 \cdot (-2a) = -2a$
建立方程求解
原四阶行列式值为:
$-1 \cdot (-2a) = 2a$
根据题意,$2a = 2$,解得:
$a = -1$