kaoyan3basic 线性代数 第282题

教材习题

📝 题目

### 第282题 282 设四阶方阵 $\boldsymbol{A}=\left[\boldsymbol{\alpha}, \boldsymbol{\gamma}_{2}, \boldsymbol{\gamma}_{3}, \boldsymbol{\gamma}_{4}\right], \boldsymbol{B}=\left[\boldsymbol{\beta}, \boldsymbol{\gamma}_{2}, \boldsymbol{\gamma}_{3}, \boldsymbol{\gamma}_{4}\right]$ ,其中 $\boldsymbol{\alpha}, \boldsymbol{\beta}, \boldsymbol{\gamma}_{2}, \boldsymbol{\gamma}_{3}, \boldsymbol{\gamma}_{4}$ 均为四维列向量,且 $\displaystyle |\boldsymbol{A}|=5,|\boldsymbol{B}|=-\frac{1}{2}$ ,则 $|\boldsymbol{A}+2 \boldsymbol{B}|=$ $\_\_\_\_$ .

💡 答案解析

**答案**:$36$ **解析**: 步骤1:$A+2B=[\alpha+2\beta, 3\gamma_2, 3\gamma_3, 3\gamma_4]$。 步骤2:$\displaystyle |A+2B|=|\alpha+2\beta, 3\gamma_2, 3\gamma_3, 3\gamma_4|=3^3|\alpha+2\beta, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4|=27(|\alpha,\gamma_2,\gamma_3,\gamma_4|+2|\beta,\gamma_2,\gamma_3,\gamma_4|)=27(5+2\cdot(-\frac{1}{2}))=27\times4=108$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:写出矩阵A+2B的列向量表示
A+2B = [α+2β, 3γ2, 3γ3, 3γ4]
提示:注意矩阵加法对应列相加,数乘矩阵时每一列都乘以该数。
步骤 2/4
目标:利用行列式性质提取公因子
|A+2B| = |α+2β, 3γ2, 3γ3, 3γ4| = 3^3 |α+2β, γ2, γ3, γ4| = 27 |α+2β, γ2, γ3, γ4|
公式:|kA| = k^n |A|,其中n为矩阵阶数
提示:行列式某列乘以常数k,则行列式乘以k。这里三列都乘以3,所以乘以3^3。
步骤 3/4
目标:利用行列式的线性性质拆分
|α+2β, γ2, γ3, γ4| = |α, γ2, γ3, γ4| + 2|β, γ2, γ3, γ4|
公式:行列式对列具有线性性
提示:注意是线性性,第一列的和可以拆成两个行列式之和,系数2提出。
步骤 4/4
目标:代入已知行列式的值
已知|A| = |α, γ2, γ3, γ4| = 5,|B| = |β, γ2, γ3, γ4| = -1/2,所以原式 = 27*(5 + 2*(-1/2)) = 27*(5 - 1) = 27*4 = 108
提示:注意符号,代入计算即可。

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