题目
5.计算下列行列式的值:-|||-1 2 3 4-|||-2 3 4 1-|||-(2) 3 4 1 2-|||-;-|||-4 1 2 3

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能力,需要灵活运用行变换将行列式化为上三角形式,从而简化计算。
解题核心思路:通过行变换将原行列式逐步转化为上三角矩阵,此时行列式的值等于对角线元素的乘积。关键在于选择合适的主元,逐步消去下方元素。
破题关键点:
- 利用第一行消去下方第一列元素,使第一列除第一个元素外均为0。
- 依次处理第二列、第三列,通过后续行变换将对应位置下方元素消为0。
- 最终形成上三角矩阵,直接计算对角线乘积。
原行列式为:
$\begin{vmatrix}1 & 2 & 3 & 4 \\2 & 3 & 4 & 1 \\3 & 4 & 1 & 2 \\4 & 1 & 2 & 3\end{vmatrix}$
步骤1:消去第一列下方元素
- 第二行:$R_2 = R_2 - 2R_1$,得 $[0, -1, -2, -7]$
- 第三行:$R_3 = R_3 - 3R_1$,得 $[0, -2, -8, -10]$
- 第四行:$R_4 = R_4 - 4R_1$,得 $[0, -7, -10, -13]$
行列式变为:
$\begin{vmatrix}1 & 2 & 3 & 4 \\0 & -1 & -2 & -7 \\0 & -2 & -8 & -10 \\0 & -7 & -10 & -13\end{vmatrix}$
步骤2:消去第二列下方元素
- 第三行:$R_3 = R_3 - 2R_2$,得 $[0, 0, -4, 4]$
- 第四行:$R_4 = R_4 - 7R_2$,得 $[0, 0, 4, 36]$
行列式变为:
$\begin{vmatrix}1 & 2 & 3 & 4 \\0 & -1 & -2 & -7 \\0 & 0 & -4 & 4 \\0 & 0 & 4 & 36\end{vmatrix}$
步骤3:消去第三列下方元素
- 第四行:$R_4 = R_4 + R_3$,得 $[0, 0, 0, 40]$
行列式变为上三角矩阵:
$\begin{vmatrix}1 & 2 & 3 & 4 \\0 & -1 & -2 & -7 \\0 & 0 & -4 & 4 \\0 & 0 & 0 & 40\end{vmatrix}$
步骤4:计算对角线乘积
$1 \times (-1) \times (-4) \times 40 = 160$