1.单选题1.1 若4×4矩阵A=(alpha_(1),gamma_(2),gamma_(3),gamma_(4)),B=(beta_(1),gamma_(2),gamma_(3),gamma_(4))其中|alpha,beta,gamma_(1),gamma_(2),gamma_(3),gamma_(4) 均为4维列向量,且已知行列式det(A)=4, det(B)=1则行列式det(A+B)=()A. 25B. 40C. 41D. 50
A. 25
B. 40
C. 41
D. 50
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查行列式的性质,特别是列向量的线性性质和公因子提取的应用。
解题核心思路:
- 矩阵相加后的列结构分析:确定矩阵$A+B$的列向量形式,发现第二、三、四列均为原列的2倍。
- 提取公因子:利用行列式的多列公因子提取性质,将行列式简化。
- 行列式的线性性:将第一列的和拆分为两个行列式的和,分别对应已知的$\det(A)$和$\det(B)$。
破题关键点:
- 识别列的线性组合:通过列向量的加法拆分行列式。
- 灵活应用行列式性质:结合公因子提取和列线性性,将复杂行列式转化为已知值的组合。
步骤1:分析矩阵$A+B$的列结构
矩阵$A$和$B$的列向量分别为:
$A = (\alpha_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4), \quad B = (\beta_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4)$
相加后,$A+B$的列向量为:
$A+B = (\alpha_1 + \beta_1, \, 2\gamma_2, \, 2\gamma_3, \, 2\gamma_4)$
步骤2:提取公因子
第二、三、四列均有公因子2,提取后行列式变为:
$\det(A+B) = 2^3 \cdot \det(\alpha_1 + \beta_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4) = 8 \cdot \det(\alpha_1 + \beta_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4)$
步骤3:拆分行列式的列
利用行列式的列线性性,将第一列拆分为$\alpha_1$和$\beta_1$的和:
$\det(\alpha_1 + \beta_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4) = \det(\alpha_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4) + \det(\beta_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4)$
步骤4:代入已知行列式值
根据题意,$\det(A) = 4$和$\det(B) = 1$,即:
$\det(\alpha_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4) = 4, \quad \det(\beta_1, \gamma_2, \gamma_3, \gamma_4) = 1$
因此:
$\det(A+B) = 8 \cdot (4 + 1) = 8 \cdot 5 = 40$