kaoyan1basic 线性代数 第7题

教材习题

📝 题目

### 【基础篇】第7题(填空题) 7.设矩阵 $\boldsymbol{A}=\left[\begin{array}{lll}1 & 2 & 4 \\ 0 & 1 & 5 \\ 0 & 0 & 3\end{array}\right], \boldsymbol{B}=\left[\begin{array}{lll}1 & 0 & 0 \\ 3 & 1 & 0 \\ 4 & 5 & 1\end{array}\right]$ ,则 $\left|\boldsymbol{A}^{-1} \boldsymbol{B}^{\cdot}-\boldsymbol{A}^{\cdot} \boldsymbol{B}^{-1}\right|=$ $\_\_\_\_$ ,

💡 答案解析

**答案**:$0$ **解析**:步骤1:$A$为上三角矩阵,$|A|=1\times1\times3=3$;$B$为下三角矩阵,$|B|=1$。步骤2:$A^{-1}B^*-A^*B^{-1}=A^{-1}(|B|B^{-1})-(|A|A^{-1})B^{-1}=A^{-1}B^{-1}-3A^{-1}B^{-1}=-2A^{-1}B^{-1}$。步骤3:$\displaystyle |-2A^{-1}B^{-1}|=(-2)^3|A^{-1}||B^{-1}|=-8\times\frac{1}{3}\times1=-\frac{8}{3}$。注意:$B^*=|B|B^{-1}=B^{-1}$,$A^*=|A|A^{-1}=3A^{-1}$,故原式$=A^{-1}B^{-1}-3A^{-1}B^{-1}=-2A^{-1}B^{-1}$,行列式为$\displaystyle (-2)^3|A^{-1}||B^{-1}|=-8\times\frac{1}{3}\times1=-\frac{8}{3}$。但题目中$B^{\cdot}$可能表示$B^*$,答案应为$\displaystyle -\frac{8}{3}$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:计算矩阵A和B的行列式
A为上三角矩阵,行列式等于对角线元素乘积:|A|=1×1×3=3。B为下三角矩阵,行列式等于对角线元素乘积:|B|=1×1×1=1。
公式:|A|=a11*a22*a33
提示:三角矩阵的行列式等于主对角线元素乘积。
步骤 2/3
目标:利用伴随矩阵与逆矩阵的关系化简表达式
由伴随矩阵性质:A* = |A|A^{-1},B* = |B|B^{-1}。代入得:A^{-1}B* - A*B^{-1} = A^{-1}(|B|B^{-1}) - (|A|A^{-1})B^{-1} = A^{-1}B^{-1} - 3A^{-1}B^{-1} = -2A^{-1}B^{-1}。
公式:A* = |A|A^{-1}
提示:注意|B|=1,所以B* = B^{-1}。
步骤 3/3
目标:计算行列式
|-2A^{-1}B^{-1}| = (-2)^3 |A^{-1}| |B^{-1}| = -8 * (1/|A|) * (1/|B|) = -8 * (1/3) * 1 = -8/3。
公式:|kA| = k^n |A|,|A^{-1}| = 1/|A|
提示:矩阵是3阶,所以(-2)^3=-8。

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