kaoyan1basic 线性代数 第4题

教材习题

📝 题目

### 【基础篇】第4题(选择题) 4.不恒为零的函数 $f(x)=\left|\begin{array}{lll}a_{1}+x & b_{1}+x & c_{1}+x \\ a_{2}+x & b_{2}+x & c_{2}+x \\ a_{3}+x & b_{3}+x & c_{3}+x\end{array}\right| \quad$ ). (A)没有零点 (B)至多有 1 个零点 (C)恰有 2 个零点 (D)恰有 3 个零点

💡 答案解析

**答案**:B **解析**: 步骤1:将行列式按列拆分为两个行列式之和: $f(x)=\left|\begin{array}{ccc}a_1 & b_1 & c_1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + x\left|\begin{array}{ccc}1 & 1 & 1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + x\left|\begin{array}{ccc}a_1 & b_1 & c_1 \\ 1 & 1 & 1 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + x\left|\begin{array}{ccc}a_1 & b_1 & c_1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \\ 1 & 1 & 1\end{array}\right| + x^2\left|\begin{array}{ccc}1 & 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + \cdots$ 步骤2:由行列式性质,每两行相同则行列式为0,故$f(x)$是$x$的一次函数(常数项为原行列式,一次项系数为三个含一行1的行列式之和)。 步骤3:一次函数不恒为零,至多有一个零点。

**难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:将行列式拆分为关于x的多项式
将行列式按列拆分为两个行列式之和:$f(x)=\left|\begin{array}{ccc}a_1 & b_1 & c_1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + x\left|\begin{array}{ccc}1 & 1 & 1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + x\left|\begin{array}{ccc}a_1 & b_1 & c_1 \\ 1 & 1 & 1 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + x\left|\begin{array}{ccc}a_1 & b_1 & c_1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \\ 1 & 1 & 1\end{array}\right| + x^2\left|\begin{array}{ccc}1 & 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 \\ a_3 & b_3 & c_3\end{array}\right| + \cdots$
公式:行列式按列拆分性质
提示:注意每列拆分为两个列向量之和,然后利用行列式的线性性质展开
步骤 2/3
目标:化简多项式,确定次数
由行列式性质,若有两行相同,则行列式为0。因此,所有含$x^2$及更高次项的行列式均有两行相同(如第一行和第二行均为(1,1,1)),故为零。所以$f(x)$是$x$的一次函数:$f(x)=D_0 + kx$,其中$D_0$为原行列式,$k$为三个含一行1的行列式之和。
公式:行列式两行相同值为0
提示:注意观察展开后哪些项有两行相同
步骤 3/3
目标:判断零点个数
由于$f(x)$不恒为零,且是一次函数,因此至多有一个零点。
提示:一次函数要么无零点,要么一个零点

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