与えられた行列の行列式を、第2列に関する余因子展開を用いて計算する問題です。行列は以下の通りです。 $\begin{pmatrix} 2 & 1 & 3 \\ 1 & 3 & -2 \\ 0 & 6 & 5 \end{pmatrix}$

代数学行列式余因子展開線形代数
2025/6/30

1. 問題の内容

与えられた行列の行列式を、第2列に関する余因子展開を用いて計算する問題です。行列は以下の通りです。
(213132065)\begin{pmatrix} 2 & 1 & 3 \\ 1 & 3 & -2 \\ 0 & 6 & 5 \end{pmatrix}

2. 解き方の手順

第2列に関する余因子展開は以下の式で表されます。
det(A)=a12C12+a22C22+a32C32det(A) = a_{12}C_{12} + a_{22}C_{22} + a_{32}C_{32}
ここで、aija_{ij} は行列Aの(i,j)成分、CijC_{ij} は(i,j)成分の余因子です。余因子CijC_{ij}は、Cij=(1)i+jMijC_{ij} = (-1)^{i+j}M_{ij}で計算できます。MijM_{ij}は小行列式であり、行列Aからi行とj列を取り除いた行列の行列式です。
まず、a12a_{12}, a22a_{22}, a32a_{32}を確認します。
a12=1a_{12} = 1
a22=3a_{22} = 3
a32=6a_{32} = 6
次に、それぞれの余因子を計算します。
C12=(1)1+2M12=(1)31205=1(15(2)0)=5C_{12} = (-1)^{1+2}M_{12} = (-1)^3 \begin{vmatrix} 1 & -2 \\ 0 & 5 \end{vmatrix} = -1 * (1*5 - (-2)*0) = -5
C22=(1)2+2M22=(1)42305=1(2530)=10C_{22} = (-1)^{2+2}M_{22} = (-1)^4 \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ 0 & 5 \end{vmatrix} = 1 * (2*5 - 3*0) = 10
C32=(1)3+2M32=(1)52312=1(2(2)31)=1(43)=7C_{32} = (-1)^{3+2}M_{32} = (-1)^5 \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ 1 & -2 \end{vmatrix} = -1 * (2*(-2) - 3*1) = -1 * (-4 - 3) = 7
したがって、行列式は次のようになります。
det(A)=a12C12+a22C22+a32C32=1(5)+310+67=5+30+42=67det(A) = a_{12}C_{12} + a_{22}C_{22} + a_{32}C_{32} = 1*(-5) + 3*10 + 6*7 = -5 + 30 + 42 = 67

3. 最終的な答え

67

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