kaoyan1advanced 线性代数 第184题

教材习题

📝 题目

### 第184题

已知 $\boldsymbol{A}$ 是三阶矩阵,特征值是 $1,2,-1$ ,矩阵 $\boldsymbol{B}=\boldsymbol{A}^{3}+2 \boldsymbol{A}^{2}$ ,则 $\left|\boldsymbol{A}^{*} \boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}\right|=$ $\_\_\_\_$ .

💡 答案解析

**答案**:$144$ **解析**:步骤1:$|A|=1\times2\times(-1)=-2$,$A^*=|A|A^{-1}=-2A^{-1}$。 步骤2:$B$ 的特征值为 $\lambda^3+2\lambda^2$,对应 $1,2,-1$ 得 $1^3+2\cdot1^2=3$,$2^3+2\cdot2^2=16$,$(-1)^3+2\cdot(-1)^2=1$,故 $|B|=3\times16\times1=48$。 步骤3:$|A^*B^T|=|A^*|\cdot|B^T|=|A^*|\cdot|B|$,$|A^*|=|A|^{3-1}=(-2)^2=4$,故原式 $=4\times48=192$。 (更正:$|A^*|=|A|^{n-1}=(-2)^2=4$,$|B|=48$,乘积为 $192$) **答案应为**:$192$ **解析**:步骤1:$|A|=1\times2\times(-1)=-2$,$|A^*|=|A|^{3-1}=4$。 步骤2:$B$ 的特征值为 $\lambda^3+2\lambda^2$,得 $3,16,1$,$|B|=3\times16\times1=48$。 步骤3:$|A^*B^T|=|A^*|\cdot|B|=4\times48=192$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:计算矩阵A的行列式
已知 $\boldsymbol{A}$ 的特征值为 $1,2,-1$,则 $|\boldsymbol{A}| = 1 \times 2 \times (-1) = -2$。
公式:$$|\boldsymbol{A}| = \lambda_1 \lambda_2 \lambda_3$$
提示:注意特征值乘积与行列式的关系
步骤 2/5
目标:计算矩阵B的特征值和行列式
由 $\boldsymbol{B} = \boldsymbol{A}^3 + 2\boldsymbol{A}^2$,$\boldsymbol{B}$ 的特征值为 $\lambda^3 + 2\lambda^2$,代入 $\lambda = 1,2,-1$ 得:$1^3 + 2 \cdot 1^2 = 3$,$2^3 + 2 \cdot 2^2 = 16$,$(-1)^3 + 2 \cdot (-1)^2 = 1$。故 $|\boldsymbol{B}| = 3 \times 16 \times 1 = 48$。
公式:$$\lambda_B = \lambda_A^3 + 2\lambda_A^2$$
提示:注意特征值多项式代入正确
步骤 3/5
目标:计算A*的行列式
对于三阶矩阵 $\boldsymbol{A}$,有 $|\boldsymbol{A}^*| = |\boldsymbol{A}|^{n-1} = (-2)^{3-1} = (-2)^2 = 4$。
公式:$$|\boldsymbol{A}^*| = |\boldsymbol{A}|^{n-1}$$
提示:注意n是矩阵阶数,此处n=3
步骤 4/5
目标:计算目标行列式
由于 $|\boldsymbol{A}^* \boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}| = |\boldsymbol{A}^*| \cdot |\boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}| = |\boldsymbol{A}^*| \cdot |\boldsymbol{B}|$,代入得 $4 \times 48 = 192$。
公式:$$|\boldsymbol{A}^* \boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}| = |\boldsymbol{A}^*| \cdot |\boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}| = |\boldsymbol{A}^*| \cdot |\boldsymbol{B}|$$
提示:注意转置矩阵的行列式等于原矩阵的行列式
步骤 5/5
目标:得出最终答案
因此,$\left|\boldsymbol{A}^{*} \boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}\right| = 192$。
提示:注意矩阵转置不改变行列式值

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