题目
(16)设 D= |} 1& 2& 3& 4 2& 3& 4& 1 3& 4& 1& 2 4& 1& 2& 3= __ ;

题目解答
答案
解: 作辅助行列式 D1= 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 即用A14,A24,A34,A44的系数1,2,3,4替换D的第一行. 由行列式的性质, D1=D=0. 又因为D1有两行完全相同, 所以, A14+2A24+3A34+4A44=0.
答:0
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解析
本题考查行列式的性质及代数余子式的应用。关键点在于构造辅助行列式,利用行列式按列展开的性质,结合行列式为零的条件(如存在重复列)来求解。
核心思路:
- 代数余子式展开:若某行列式按某一列展开,其值等于该列元素与对应代数余子式的乘积之和。
- 构造辅助行列式:将原行列式某列替换为题目中的系数,若新行列式出现重复列,则其值为零,从而直接得出所求表达式的值。
构造辅助行列式
设辅助行列式 $D_1$,将原行列式 $D$ 的第四列替换为系数 $1, 2, 3, 4$,即:
$D_1 = \begin{vmatrix}1 & 2 & 3 & 1 \\2 & 3 & 4 & 2 \\3 & 4 & 1 & 3 \\4 & 1 & 2 & 4\end{vmatrix}$
分析行列式性质
观察 $D_1$ 的列:
- 原第四列(替换前)为 $4, 1, 2, 3$,替换后变为 $1, 2, 3, 4$。
- 新第四列 $1, 2, 3, 4$ 与原第一列 $1, 2, 3, 4$ 完全相同,因此 $D_1$ 存在两列重复,其值为 $0$。
应用展开定理
按行列式展开定理,$D_1$ 的值等于第四列元素与对应代数余子式的乘积之和:
$D_1 = 1 \cdot A_{14} + 2 \cdot A_{24} + 3 \cdot A_{34} + 4 \cdot A_{44}$
由于 $D_1 = 0$,故:
$A_{14} + 2A_{24} + 3A_{34} + 4A_{44} = 0$