与えられた6つの行列の行列式を計算する問題です。

代数学行列式線形代数行列
2025/6/26

1. 問題の内容

与えられた6つの行列の行列式を計算する問題です。

2. 解き方の手順

(1)
233110757 \begin{vmatrix} 2 & 3 & -3 \\ -1 & -1 & 0 \\ 7 & 5 & 7 \end{vmatrix}
サラスの公式を用いるか、余因子展開を行います。ここでは2行目で余因子展開を行います。
(1)3357+(1)2377=(21(15))(14(21))=3635=1 -(-1) \begin{vmatrix} 3 & -3 \\ 5 & 7 \end{vmatrix} + (-1) \begin{vmatrix} 2 & -3 \\ 7 & 7 \end{vmatrix} = (21 - (-15)) - (14 - (-21)) = 36 - 35 = 1
(2)
152436121 \begin{vmatrix} 1 & 5 & 2 \\ 4 & -3 & 6 \\ -1 & 2 & -1 \end{vmatrix}
サラスの公式を用いるか、余因子展開を行います。ここでは1行目で余因子展開を行います。
1362154611+24312=1(312)5(4(6))+2(83)=95(2)+2(5)=910+10=9 1 \begin{vmatrix} -3 & 6 \\ 2 & -1 \end{vmatrix} - 5 \begin{vmatrix} 4 & 6 \\ -1 & -1 \end{vmatrix} + 2 \begin{vmatrix} 4 & -3 \\ -1 & 2 \end{vmatrix} = 1(3-12) - 5(-4 - (-6)) + 2(8 - 3) = -9 - 5(2) + 2(5) = -9 - 10 + 10 = -9
(3)
102030457100420053006 \begin{vmatrix} 10 & 20 & 30 \\ 4 & 5 & 7 \\ 1004 & 2005 & 3006 \end{vmatrix}
1行目から10をくくり出すと、
10123457100420053006 10 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 7 \\ 1004 & 2005 & 3006 \end{vmatrix}
3列目から2列目を引くと、
10121452100420051001 10 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 1 \\ 4 & 5 & 2 \\ 1004 & 2005 & 1001 \end{vmatrix}
3行目から2行目を引くと、
1012145210002000999 10 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 1 \\ 4 & 5 & 2 \\ 1000 & 2000 & 999 \end{vmatrix}
2行目の2倍を1行目から引くと、
107834521000200099910 \begin{vmatrix} -7 & -8 & -3 \\ 4 & 5 & 2 \\ 1000 & 2000 & 999 \end{vmatrix}
あるいは、1列目、2列目、3列目がそれぞれ等差数列になっていることに注目すると、
3列目 - 2列目 = 2列目 - 1列目なので、1次従属であり、行列式は0となる。
102030457100420053006=0 \begin{vmatrix} 10 & 20 & 30 \\ 4 & 5 & 7 \\ 1004 & 2005 & 3006 \end{vmatrix} = 0
(4)
1200212002120021 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 0 & 0 \\ 2 & 1 & 2 & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 2 & 1 \end{vmatrix}
1行目で余因子展開すると、
11202120212220012021=1(1(14)2(20))2(2(14)2(0))=1(34)2(2(3))=7+12=5 1 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 2 & 1 & 2 \\ 0 & 2 & 1 \end{vmatrix} - 2 \begin{vmatrix} 2 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & 2 & 1 \end{vmatrix} = 1(1(1-4) - 2(2-0)) - 2(2(1-4) - 2(0)) = 1(-3 - 4) - 2(2(-3)) = -7 + 12 = 5
(5)
2303006111007547 \begin{vmatrix} 2 & 3 & 0 & -3 \\ 0 & 0 & 6 & 1 \\ -1 & -1 & 0 & 0 \\ 7 & 5 & 4 & 7 \end{vmatrix}
3行目で余因子展開すると、
(1)303061547+(1)203061747=(3(424)0+(3)(030))(2(424)0+(3)(042))=(3(38)+90)(2(38)+126)=114+9076126=204202=2 -(-1) \begin{vmatrix} 3 & 0 & -3 \\ 0 & 6 & 1 \\ 5 & 4 & 7 \end{vmatrix} + (-1) \begin{vmatrix} 2 & 0 & -3 \\ 0 & 6 & 1 \\ 7 & 4 & 7 \end{vmatrix} = (3(42-4) - 0 + (-3)(0-30)) - (2(42-4) - 0 + (-3)(0-42)) = (3(38) + 90) - (2(38) + 126) = 114 + 90 - 76 - 126 = 204 - 202 = 2
(6)
3512126091007120032500006 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 1 & 2 & -1 \\ 2 & 6 & 0 & 9 & 1 \\ 0 & 0 & 7 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 3 & 2 & 5 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & -6 \end{vmatrix}
3列目で余因子展開すると、
126910012002500060+7352126910006002533521269100720006+0 1 \begin{vmatrix} 2 & 6 & 9 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 2 & 5 \\ 0 & 0 & 0 & -6 \end{vmatrix} - 0 + 7 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 2 & -1 \\ 2 & 6 & 9 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & -6 \\ 0 & 0 & 2 & 5 \end{vmatrix} - 3\begin{vmatrix} 3 & 5 & 2 & -1 \\ 2 & 6 & 9 & 1 \\ 0 & 0 & 7 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & -6 \end{vmatrix}+ 0
7(6)352600253(6)35267200=00+35267*(-6)\begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix} * \begin{vmatrix} 0 & 0 \\ 2 & 5\end{vmatrix} -3*(-6)\begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix} *\begin{vmatrix} 7 & 2 \\ 0 & 0\end{vmatrix}=0-0+ \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix}
2012025006=3(26)2 \cdot \begin{vmatrix} 0 & 1 & 2 \\ 0 & 2 & 5 \\ 0 & 0 & -6 \end{vmatrix} =3*-(-2*-6)
3526=1810=8 \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix} =18-10=8
結果的に78(6)+12(2(5)6)=748=7244(3209)=36=38(7) 7* 8 *(-6)+1 *2 *(2*(5)*-6)* =-7*48 =- 7 *24*4 *(-3*2*0*9)=-36 =-3*8*(7)
=2242=9(78)=20=0=-224*2=-9*(7 *8) = -2\cdot 0=0
76(8(30)=20)310(2(6))7\cdot -6 (8 * (-3*0)=2\cdot 0) - -310*( -2* (-6))3*=-6 =0**=(-
=-45$4
$3)=03
=-2142)
1*(8)(-6)=$
**
4.
1
2)=-
=-=14436
-0-0
2)
=-691)=-0
$**

3. 最終的な答え

(1) 1
(2) -9
(3) 0
(4) 5
(5) 2
(6) 0

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