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数学
题目

求下列行列式的值 3 2 2 ...2-|||-2 3 2 ... ... 2-|||-2 2 3 ... ... 2-|||-2 2 2 3.

求下列行列式的值 

.

题目解答

答案

由题意,利用行列式的性质,将行列式化为上三角行列式计算可得

故答案为:

解析

考查要点:本题主要考查特殊结构行列式的计算技巧,特别是利用行列式的性质进行行变换,将其转化为上三角行列式来简化计算。

解题核心思路:

  1. 观察矩阵结构:主对角线元素为3,其余元素均为2,属于对称型行列式。
  2. 行变换策略:通过将所有行相加,提取公因子,再通过行变换将行列式化为上三角形式,此时行列式的值等于主对角线元素的乘积。

破题关键点:

  • 提取公因子:将所有行相加后,第一行元素变为$2n+1$,提取公因子后简化计算。
  • 构造上三角行列式:通过行变换使下方元素为0,主对角线元素为1,最终结果为$(2n+1) \times 1 \times 1 \times \cdots \times 1$。

步骤1:将所有行相加
将原行列式的每一行相加,得到新第一行为$[2n+1, 2n+1, \dots, 2n+1]$,其余行保持不变。此时行列式可表示为:
$\begin{vmatrix}2n+1 & 2n+1 & \cdots & 2n+1 \\2 & 3 & \cdots & 2 \\2 & 2 & \cdots & 3 \\\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\2 & 2 & \cdots & 3\end{vmatrix}$

步骤2:提取公因子
将第一行的公因子$2n+1$提出,行列式变为:
$(2n+1) \cdot \begin{vmatrix}1 & 1 & \cdots & 1 \\2 & 3 & \cdots & 2 \\2 & 2 & \cdots & 3 \\\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\2 & 2 & \cdots & 3\end{vmatrix}$

步骤3:行变换构造上三角行列式
对新行列式进行行变换:

  • 第二行至第n行:用第$i$行减去第一行,使第一列下方元素全为0。
  • 后续列操作:类似地,对后续列进行行变换,最终得到上三角行列式,主对角线元素全为1。

最终结果:
$(2n+1) \times 1 \times 1 \times \cdots \times 1 = 2n+1$

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