この問題は、与えられた行列の行列式、転置行列の行列式、定数倍した行列の行列式、行列の積の行列式を計算する問題です。具体的には、問題1と問題2の2つのパートに分かれています。 問題1では、$2 \times 2$ の行列 $A$ と $B$ が与えられ、それらに関する行列式を求めます。 問題2では、$3 \times 3$ または $4 \times 4$ の行列 $A, B, C, D$ が与えられ、それらに関する行列式を求めます。

代数学行列行列式転置行列
2025/6/17

1. 問題の内容

この問題は、与えられた行列の行列式、転置行列の行列式、定数倍した行列の行列式、行列の積の行列式を計算する問題です。具体的には、問題1と問題2の2つのパートに分かれています。
問題1では、2×22 \times 2 の行列 AABB が与えられ、それらに関する行列式を求めます。
問題2では、3×33 \times 3 または 4×44 \times 4 の行列 A,B,C,DA, B, C, D が与えられ、それらに関する行列式を求めます。

2. 解き方の手順

**問題1**
* **|A|**:行列Aの行列式は、
A=(9×4)(8×5)=36+40=4|A| = (9 \times -4) - (8 \times -5) = -36 + 40 = 4
* **|B|**:行列Bの行列式は、
B=(4×4)(5×2)=1610=6|B| = (4 \times 4) - (-5 \times -2) = 16 - 10 = 6
* **|A'|**:行列Aの転置行列A'の行列式は、|A'| = |A|なので、
A=4|A'| = 4
* **|B'|**:行列Bの転置行列B'の行列式は、|B'| = |B|なので、
B=6|B'| = 6
* **|-3A|**:行列Aを-3倍した行列の行列式は、行列のサイズが 2×22\times2なので、
3A=(3)2A=9×4=36|-3A| = (-3)^2 |A| = 9 \times 4 = 36
* **|-(1/2)B|**:行列Bを-(1/2)倍した行列の行列式は、行列のサイズが 2×22\times2なので、
(1/2)B=(12)2B=14×6=32=1.5|-(1/2)B| = (-\frac{1}{2})^2 |B| = \frac{1}{4} \times 6 = \frac{3}{2} = 1.5
* **|AB|**:行列AとBの積の行列式は、|AB| = |A||B|なので、
AB=4×6=24|AB| = 4 \times 6 = 24
* **|BA|**:行列BとAの積の行列式は、|BA| = |B||A|なので、
BA=6×4=24|BA| = 6 \times 4 = 24
**問題2**
* **|A|**:行列Aの行列式は、
A=0×(0×01×3)(4)×(3×01×2)+(1)×(3×30×2)=0+4(2)(9)=89=17|A| = 0 \times (0\times 0 - 1 \times -3) - (-4) \times (-3 \times 0 - 1 \times 2) + (-1) \times (-3 \times -3 - 0 \times 2) = 0 + 4(-2) - (9) = -8 - 9 = -17
* **|B|**:行列Bの行列式は、
B=4×(1×30×3)0×(1×3(3)×0)+0×(1×3(3)×1)=4×3=12|B| = -4 \times (1 \times 3 - 0 \times 3) - 0 \times (1 \times 3 - (-3) \times 0) + 0 \times (1 \times 3 - (-3) \times 1) = -4 \times 3 = -12
* **|C|**:行列Cの行列式は、
C=3×(3×21×2)(3)×(0×21×0)+1×(0×2(3)×0)=3×(6+2)+3×0+1×0=3×8=24|C| = -3 \times (-3 \times -2 - 1 \times -2) - (-3) \times (0 \times -2 - 1 \times 0) + 1 \times (0 \times -2 - (-3) \times 0) = -3 \times (6 + 2) + 3 \times 0 + 1 \times 0 = -3 \times 8 = -24
* **|D|**:行列Dの行列式は、
D=0×...(1)×((1)×(1)(3)×14×1)+4×((1)×1(3)×11×1)=1×(1+34)+4×(1+31)=0+4×1=4|D| = 0 \times ... - (-1) \times ((-1) \times (-1) - (-3) \times 1 - 4 \times 1) + 4 \times ((-1) \times 1 - (-3) \times 1 - 1 \times 1) = 1 \times (1 + 3 - 4) + 4 \times (-1 + 3 - 1) = 0 + 4 \times 1 = 4

3. 最終的な答え

**問題1**
* |A| = 4
* |B| = 6
* |A'| = 4
* |B'| = 6
* |-3A| = 36
* |-(1/2)B| = 1.5
* |AB| = 24
* |BA| = 24
**問題2**
* |A| = -17
* |B| = -12
* |C| = -24
* |D| = 4

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