已知行列式 mid matrix ( 8 & 1 & -5 & 1 9 & -3 & 0 & -6 -5 & 2 & -1 & 2 0 & 4 & -7 & 6 ) mid = 81 则 A _ 14 -3 A _ 24 + 2 A _ 34 + 4 A _ 44 = ( )A. 81B. - 81C. 0D. 4
A. 81
B. - 81
C. 0
D. 4
题目解答
答案
解析
本题考查行列式的代数余子式性质及行列式的展开定理。关键点在于理解题目中的表达式实际上是构造了一个新的行列式,其第4列被替换为特定系数,而其他列保持原行列式不变。根据行列式的展开定理,该表达式等于新行列式的值。若新行列式的第4列与其他列线性相关,则结果为0。
构造新行列式
设原行列式为$D$,其第4列元素为$a_{14}, a_{24}, a_{34}, a_{44}$,则$D = a_{14}A_{14} + a_{24}A_{24} + a_{34}A_{34} + a_{44}A_{44} = 81$。
题目要求计算的表达式为:
$A_{14} - 3A_{24} + 2A_{34} + 4A_{44}$
构造新行列式$D'$,使其第1、2、3列与原行列式相同,第4列替换为$[1, -3, 2, 4]^T$。根据行列式展开定理,$D'$的值为:
$D' = 1 \cdot A_{14} + (-3) \cdot A_{24} + 2 \cdot A_{34} + 4 \cdot A_{44}$
分析行列式$D'$的值
若新行列式$D'$的第4列$[1, -3, 2, 4]^T$能表示为原行列式前3列的线性组合,则$D'$的列向量线性相关,从而$D' = 0$。通过观察原行列式的列向量,可以验证:
$\begin{bmatrix} 1 \\ -3 \\ 2 \\ 4 \end{bmatrix} = 1 \cdot \begin{bmatrix} 8 \\ 9 \\ -5 \\ 0 \end{bmatrix} + (-1) \cdot \begin{bmatrix} 1 \\ -3 \\ 2 \\ 4 \end{bmatrix} + 0 \cdot \begin{bmatrix} -5 \\ 0 \\ -1 \\ -7 \end{bmatrix}$
因此,第4列与前3列线性相关,$D' = 0$。