求给定5阶实矩阵A的行列式值(含部分推导过程)
嗨,我接着你的推导继续完成这个行列式的计算,先把你的步骤理顺,再补全后续过程~
首先,给定矩阵:
$$A = \begin{bmatrix} a&a&a&a&b\a&a&a&b&a\a&a&b&a&a\a&b&a&a&a\b&a&a&a&a\end{bmatrix}$$
你第一步交换行的思路是对的,但要注意:交换一次两行,行列式符号改变,这里我们交换第1行和第5行、第2行和第4行(共两次交换,偶数次),所以行列式值不变,得到对称矩阵:
$$\det(A) = \det\left(\begin{bmatrix} b&a&a&a&a\a&b&a&a&a\a&a&b&a&a\a&a&a&b&a\a&a&a&a&b\end{bmatrix}\right)$$
接下来,我们可以用行列式的行变换性质简化计算:
把第2到第5行全部加到第1行,第一行的每个元素都会变成 $b + 4a$,提取这个公因子:
$$\det(A) = (b+4a) \det\left(\begin{bmatrix} 1&1&1&1&1\a&b&a&a&a\a&a&b&a&a\a&a&a&b&a\a&a&a&a&b\end{bmatrix}\right)$$然后对第2到第5行做行变换:第$i$行($i=2,3,4,5$)减去 $a \times$ 第1行,这样可以把第一列除了第一个元素外都变成0,得到上三角矩阵:
$$\det(A) = (b+4a) \det\left(\begin{bmatrix} 1&1&1&1&1\0&b-a&0&0&0\0&0&b-a&0&0\0&0&0&b-a&0\0&0&0&0&b-a\end{bmatrix}\right)$$上三角矩阵的行列式等于对角线元素的乘积,也就是 $(b-a)^4$,所以最终结果:
$$\det(A) = (b+4a)(b-a)^4$$
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Noy

