2012年考研数学三第13题
📝 题目
设 $\boldsymbol{A}$ 为 3 阶矩阵,$|\boldsymbol{A}|=3, ~ \boldsymbol{A}^{*}$ 为 $\boldsymbol{A}$ 的伴随矩阵,若交换 $\boldsymbol{A}$ 的第 1 行与第 2 行得矩阵 $\boldsymbol{B}$ ,则 $\left|\boldsymbol{B} \boldsymbol{A}^{*}\right|=$ $\_\_\_\_$。
💡 答案解析
**答案**: -27 .
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**解析**:
$|\boldsymbol{B}|=-|\boldsymbol{A}|=-3,\left|\boldsymbol{A}^{*}\right|=|\boldsymbol{A}|^{3-1}=|\boldsymbol{A}|^{2}=9$ ,则 $\left|\boldsymbol{B A}^{*}\right|=|\boldsymbol{B}| \cdot\left|\boldsymbol{A}^{*}\right|=-27$ 。
二
📋 详细解题步骤
步骤 1/3
目标:求矩阵B的行列式
由题意,矩阵$B$是由矩阵$A$交换第1行与第2行得到的。设矩阵$A$的行列式为$|A|$,已知$|A| = 3$。
根据行列式的性质:交换矩阵的两行,行列式变号。因此,交换$A$的第1行和第2行后得到的矩阵$B$的行列式满足:
$$|B| = -|A|.$$
代入已知条件$|A| = 3$,得:
$$|B| = -3.$$
所以,矩阵$B$的行列式为$-3$。
公式:|B| = -|A|
提示:牢记交换两行(或两列)行列式变号,符号变化不要遗漏。
步骤 2/3
目标:求伴随矩阵A*的行列式
已知矩阵 $A$ 为三阶方阵,且 $|A| = 3$。我们需要计算伴随矩阵 $A^*$ 的行列式 $|A^*|$。
对于 $n$ 阶方阵,伴随矩阵的行列式与原矩阵的行列式之间有一个重要的关系式:
$$|A^*| = |A|^{n-1}$$
其中 $n$ 为矩阵的阶数。
本题中 $n = 3$,$|A| = 3$,代入公式得:
$$|A^*| = 3^{3-1} = 3^2 = 9$$
因此,伴随矩阵 $A^*$ 的行列式为 $9$。
注意:该公式的推导基于 $AA^* = |A|E$,两边取行列式得 $|A||A^*| = |A|^n$,当 $|A| \neq 0$ 时,两边同除以 $|A|$ 即得 $|A^*| = |A|^{n-1}$。本题中 $|A| = 3 \neq 0$,故公式适用。
公式:|A^*| = |A|^{n-1}
提示:牢记公式 |A*| = |A|^{n-1},代入阶数和行列式值即可快速求解。
步骤 3/3
目标:计算乘积BA*的行列式
本步骤的目标是计算矩阵乘积 $BA^*$ 的行列式,其中 $B$ 是已知的 $3$ 阶方阵,$A^*$ 是矩阵 $A$ 的伴随矩阵。根据行列式的乘法性质,对于两个同阶方阵 $X$ 和 $Y$,有 $|XY| = |X| \cdot |Y|$。因此,我们有:
$$|BA^*| = |B| \cdot |A^*|.$$
在前面的步骤中,我们已经求得 $|B| = -3$,以及 $|A^*| = 9$。代入上式得:
$$|BA^*| = (-3) \times 9 = -27.$$
为了验证结果的正确性,我们可以检查计算过程中是否满足行列式的性质。注意,伴随矩阵的行列式与原矩阵的行列式之间有关系:对于 $n$ 阶方阵 $A$,有 $|A^*| = |A|^{n-1}$。这里 $n=3$,且已知 $|A| = 3$,则 $|A^*| = 3^{3-1} = 3^2 = 9$,与之前结果一致。同时 $|B| = -3$ 也已在前面步骤中正确得出。因此,乘积的行列式 $|BA^*| = -27$ 是最终答案。
最终答案:$\boxed{-27}$。
公式:|BA^*| = |B| \cdot |A^*| = (-3) \times 9 = -27
提示:利用行列式乘法性质将乘积的行列式拆分为两个行列式的乘积,再代入已知数值计算。
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