有大佬能解答一下这道题吗?线性代数
1)观察行列式展开式中x^4的次数,并说明理由。
我们沿着第一行展开行列式,可以得到以下式子:
D(x) = x * | x 2 2 | - 1 * | 2 x 2 | + 1 * | 2 2 x | - 1 * | 2 2 3 |
| 3 3 3 | | 3 3 3 | | 3 3 3 | | 3 3 x |
| 4 4 x | | 4 4 x | | 4 4 x | | 4 4 4 |
观察这四个子行列式,我们可以发现,每个子行列式中均有且仅有一个x。因此,在D(x)的展开式中,x^4的项来源于每个子行列式中x的贡献。总共有4个子行列式,所以x^4的次数为4。
2)观察x取哪些值时该行列式为0,并由此得到该行列式的展开式。
考虑到行列式中的其他元素都是常数,当行列式等于0时,至少有一行或一列中的常数项相等。通过观察,我们发现:
当x = 2时,第一行和第二行的常数项相等,所以D(2) = 0。
当x = 3时,第一行和第三行的常数项相等,所以D(3) = 0。
当x = 4时,第一行和第四行的常数项相等,所以D(4) = 0。
于是我们可以得出结论,当x取值为2、3、4时,行列式为0。
根据行列式的性质,行列式的展开式可以表示为:
D(x) = k(x - 2)(x - 3)(x - 4)
其中k为常数。为了求解k,我们可以取x = 1代入上式,计算D(1):
D(1) = | 1 1 1 1 |
| 2 1 2 2 |
| 3 3 1 3 |
| 4 4 4 1 |
由于第一列的1可以消去其他列的常数项,所以D(1) = 1。
代入D(x) = k(x - 2)(x - 3)(x - 4)中,我们得到:
1 = k(1 - 2)(1 - 3)(1 - 4)
解得k = 1。因此,该行列式的展开式为:
D(x) = (x - 2)(x - 3)(x - 4)