4.利用逆矩阵解下列线性方程组:-|||-(1) ) (x)_(1)-(x)_(2)+2(x)_(3)=1, -2(x)_(1)-(x)_(2)-2(x)_(3)=3, 4(x)_(1)+3(x)_(2)+3(x)_(3)=-1 .-|||-。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用逆矩阵求解线性方程组的方法,涉及矩阵的行列式计算、伴随矩阵求逆以及矩阵乘法等知识点。
解题核心思路:
- 构造系数矩阵$A$和常数项向量$B$,将方程组写成$AX = B$的形式。
- 验证矩阵$A$是否可逆,计算行列式$\det(A)$,若不为零则存在唯一解。
- 求逆矩阵$A^{-1}$,通过伴随矩阵法实现。
- 计算解向量$X = A^{-1}B$。
破题关键点:
- 正确计算行列式确保矩阵可逆。
- 准确求出伴随矩阵,注意余因子的符号和转置操作。
- 矩阵乘法时需逐项计算避免符号错误。
步骤1:构造矩阵$A$和$B$
系数矩阵$A$和常数项向量$B$分别为:
$A = \begin{pmatrix}1 & -1 & 2 \\-2 & -1 & -2 \\4 & 3 & 3\end{pmatrix}, \quad
B = \begin{pmatrix}1 \\3 \\-1\end{pmatrix}$
步骤2:计算行列式$\det(A)$
按第一行展开:
$\det(A) = 1 \cdot \det\begin{pmatrix}-1 & -2 \\ 3 & 3\end{pmatrix} - (-1) \cdot \det\begin{pmatrix}-2 & -2 \\ 4 & 3\end{pmatrix} + 2 \cdot \det\begin{pmatrix}-2 & -1 \\ 4 & 3\end{pmatrix}$
计算得:
$\det(A) = 1 \cdot 3 + 1 \cdot 2 + 2 \cdot (-2) = 3 + 2 - 4 = 1 \neq 0$
因此$A$可逆。
步骤3:求伴随矩阵$adj(A)$
计算余因子矩阵并转置:
$adj(A) = \begin{pmatrix}3 & 9 & 4 \\-2 & -5 & -2 \\-2 & -7 & -3\end{pmatrix}$
步骤4:求逆矩阵$A^{-1}$
$A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} \cdot adj(A) = adj(A)$
步骤5:计算解向量$X = A^{-1}B$
$X = \begin{pmatrix}3 & 9 & 4 \\-2 & -5 & -2 \\-2 & -7 & -3\end{pmatrix} \begin{pmatrix}1 \\3 \\-1\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}26 \\-15 \\-20\end{pmatrix}$