设行列式 D = } 1 & 2 & 3 4 & 5 & 6 7 & 8 & 9 ,利用行列式展开的方法计算行列式 D 的值,下列哪个表达式正确?A. 1 * } 5 & 6 8 & 9 B. 1 * } 5 & 6 8 & 9 C. 1 * } 5 & 6 8 & 9 D. 1 * } 5 & 6 8 & 9
设行列式 $D = \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{vmatrix}$,利用行列式展开的方法计算行列式 $D$ 的值,下列哪个表达式正确? A. $1 * \begin{vmatrix} 5 & 6 \\ 8 & 9 \end{vmatrix} - 2 * \begin{vmatrix} 4 & 6 \\ 7 & 9 \end{vmatrix} + 3 * \begin{vmatrix} 4 & 5 \\ 7 & 8 \end{vmatrix}$ B. $1 * \begin{vmatrix} 5 & 6 \\ 8 & 9 \end{vmatrix} + 2 * \begin{vmatrix} 4 & 6 \\ 7 & 9 \end{vmatrix} + 3 * \begin{vmatrix} 4 & 5 \\ 7 & 8 \end{vmatrix}$ C. $1 * \begin{vmatrix} 5 & 6 \\ 8 & 9 \end{vmatrix} - 2 * \begin{vmatrix} 4 & 6 \\ 7 & 9 \end{vmatrix} - 3 * \begin{vmatrix} 4 & 5 \\ 7 & 8 \end{vmatrix}$ D. $1 * \begin{vmatrix} 5 & 6 \\ 8 & 9 \end{vmatrix} + 2 * \begin{vmatrix} 4 & 6 \\ 7 & 9 \end{vmatrix} - 3 * \begin{vmatrix} 4 & 5 \\ 7 & 8 \end{vmatrix}$
题目解答
答案
按第一行展开行列式 $ D = \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{vmatrix} $,得
$D = 1 \cdot C_{11} + 2 \cdot C_{12} + 3 \cdot C_{13}$
其中 $ C_{ij} = (-1)^{i+j}M_{ij} $,$ M_{ij} $ 为余子式。计算得
$C_{11} = \begin{vmatrix} 5 & 6 \\ 8 & 9 \end{vmatrix}, \quad C_{12} = -\begin{vmatrix} 4 & 6 \\ 7 & 9 \end{vmatrix}, \quad C_{13} = \begin{vmatrix} 4 & 5 \\ 7 & 8 \end{vmatrix}$
代入得
$D = 1 \cdot \begin{vmatrix} 5 & 6 \\ 8 & 9 \end{vmatrix} - 2 \cdot \begin{vmatrix} 4 & 6 \\ 7 & 9 \end{vmatrix} + 3 \cdot \begin{vmatrix} 4 & 5 \\ 7 & 8 \end{vmatrix}$
对应选项 A。
答案: $\boxed{A}$
解析
本题考察行列式按行展开的计算方法,关键在于理解理解代数余子式的符号规则。
步骤1:行列式按行展开公式
对于$n$阶行列式$D=\begin{vmatrix}a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\a_{21}&a_{22}&\cdots&a_{2n}\\\vdotsots&\vdots&\ddots&\vdots\\a_{n1}&a_{n2}&\cdots&a_{nn}\end{vmatrix}$,按第一行展开的公式为:
$D=a_{11}C_{11}+a_{12}C_{12}+\cdots+a_{1n}C_{1n}$
其中$C_{ij}=(-1)^{i+j}M_{ij}$称为代数余子式,$M_{ij}$是划去第$i$行第$j$列后剩余元素构成的$(n-1)$阶行列式(余子式)。
步骤2:计算本题的代数余子式
题目中行列式$D=\begin{vmatrix}1&2&3\\4&5&6\\7&8&9\end{vmatrix}$,按第一行展开:
- $a_{11}=1$,对应$C_{11}=(-1)^{1+1}M_{11}=M_{11}=\begin{vmatrix}5&6\\8&9\end{vmatrix}$(符号为正);
- $a_{12}=2$,对应$C_{12}=(-1)^{1+2}M_{12}=-M_{12}=-\begin{vmatrix}4&6\\7&9\end{vmatrix}$(符号为负);
- $a_{13}=3$对应$C_{13}=(-1)^{1+3}M_{13}=M_{13}=\begin{vmatrix}4&5\\7&8\end{vmatrix}$(符号为正)。
步骤3:代入展开式
将上述结果代入展开式得:
[D=1·$\begin{vmatrix}5&6\\8&9\end{vmatrix}$-2·$\begin{vmatrix}4&6\\79\end{vmatrix}$+3·$\begin{vmatrix}45\\78\end{vmatrix}$,与选项A完全一致。