kaoyan1advanced 线性代数 第182题

教材习题

📝 题目

### 第182题

设 $\boldsymbol{A}=\left[\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \boldsymbol{\alpha}_{3}\right]$ 是三阶矩阵,且 $|\boldsymbol{A}|=4$ .若 $\boldsymbol{B}=\left[\boldsymbol{\alpha}_{1}-3 \boldsymbol{\alpha}_{2}+2 \boldsymbol{\alpha}_{3}, \boldsymbol{\alpha}_{2}-2 \boldsymbol{\alpha}_{3}, 2 \boldsymbol{\alpha}_{2}\right. \left.+\boldsymbol{\alpha}_{3}\right]$ ,则 $|\boldsymbol{B}|=$ $\_\_\_\_$。

💡 答案解析

**答案**:$-20$ **解析**:步骤1:由矩阵乘法,$B=[\alpha_1,\alpha_2,\alpha_3]C$,其中 $C=\begin{bmatrix}1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1\end{bmatrix}$。 步骤2:$|B|=|A|\cdot|C|=4\times\begin{vmatrix}1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1\end{vmatrix}=4\times(1\cdot(1\cdot1-2\cdot(-2)))=4\times5=20$。 步骤3:注意 $B$ 的第三列是 $2\alpha_2+\alpha_3$,但题目中 $B$ 的列向量顺序为 $[\alpha_1-3\alpha_2+2\alpha_3, \alpha_2-2\alpha_3, 2\alpha_2+\alpha_3]$,计算 $|C|$ 得 $1\cdot(1\cdot1-(-2)\cdot2)=5$,故 $|B|=4\times5=20$。 (更正:$|C|=\begin{vmatrix}1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1\end{vmatrix}=1\cdot(1\cdot1-2\cdot(-2))=5$,$|B|=4\times5=20$) **答案应为**:$20$ **解析**:步骤1:$B=[\alpha_1,\alpha_2,\alpha_3]\begin{bmatrix}1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1\end{bmatrix}$。 步骤2:$|B|=|A|\cdot\begin{vmatrix}1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1\end{vmatrix}=4\times(1\cdot(1\cdot1-2\cdot(-2)))=4\times5=20$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:将矩阵B表示为A与矩阵C的乘积
由题意,$\boldsymbol{B} = [\boldsymbol{\alpha}_1 - 3\boldsymbol{\alpha}_2 + 2\boldsymbol{\alpha}_3,\; \boldsymbol{\alpha}_2 - 2\boldsymbol{\alpha}_3,\; 2\boldsymbol{\alpha}_2 + \boldsymbol{\alpha}_3]$。根据矩阵乘法,$\boldsymbol{B} = \boldsymbol{A} \boldsymbol{C}$,其中$\boldsymbol{C}$是系数矩阵:$\boldsymbol{C} = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1 \end{bmatrix}$。
公式:$$\boldsymbol{B} = \boldsymbol{A} \boldsymbol{C}$$
提示:注意系数矩阵C的列对应B的列向量组合系数
步骤 2/4
目标:利用行列式乘法性质
由于$\boldsymbol{B} = \boldsymbol{A} \boldsymbol{C}$,且$\boldsymbol{A}$和$\boldsymbol{C}$均为三阶矩阵,有$|\boldsymbol{B}| = |\boldsymbol{A}| \cdot |\boldsymbol{C}|$。已知$|\boldsymbol{A}| = 4$,因此$|\boldsymbol{B}| = 4 \cdot |\boldsymbol{C}|$。
公式:$$|\boldsymbol{B}| = |\boldsymbol{A}| \cdot |\boldsymbol{C}|$$
提示:注意矩阵乘法顺序,行列式乘法性质适用
步骤 3/4
目标:计算矩阵C的行列式
计算$|\boldsymbol{C}| = \begin{vmatrix} 1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1 \end{vmatrix}$。按第一行展开:$|\boldsymbol{C}| = 1 \cdot \begin{vmatrix} 1 & 2 \\ -2 & 1 \end{vmatrix} = 1 \cdot (1 \cdot 1 - 2 \cdot (-2)) = 1 \cdot (1 + 4) = 5$。
公式:$$|\boldsymbol{C}| = \begin{vmatrix} 1 & 0 & 0 \\ -3 & 1 & 2 \\ 2 & -2 & 1 \end{vmatrix}$$
提示:按第一行展开时注意符号和子式
步骤 4/4
目标:得出最终结果
因此,$|\boldsymbol{B}| = 4 \times 5 = 20$。
公式:$$|\boldsymbol{B}| = 4 \times 5 = 20$$
提示:注意矩阵乘法与行列式的关系

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