与えられた4x4行列の行列式を計算する問題です。行列は以下の通りです。 $ \begin{vmatrix} 0 & -3 & -6 & 15 \\ -2 & 5 & 14 & 4 \\ 1 & -3 & -2 & 5 \\ 15 & 10 & 10 & -5 \end{vmatrix} $

代数学行列式線形代数余因子展開行列
2025/6/22

1. 問題の内容

与えられた4x4行列の行列式を計算する問題です。行列は以下の通りです。
\begin{vmatrix}
0 & -3 & -6 & 15 \\
-2 & 5 & 14 & 4 \\
1 & -3 & -2 & 5 \\
15 & 10 & 10 & -5
\end{vmatrix}

2. 解き方の手順

行列式を計算するために、以下の手順で計算します。
ステップ1:第1列に関して余因子展開を行います。
\begin{vmatrix}
0 & -3 & -6 & 15 \\
-2 & 5 & 14 & 4 \\
1 & -3 & -2 & 5 \\
15 & 10 & 10 & -5
\end{vmatrix} =
0 \cdot C_{11} + (-2) \cdot C_{21} + 1 \cdot C_{31} + 15 \cdot C_{41}
ここで、CijC_{ij}は(i, j)成分の余因子を表します。
ステップ2:各余因子を計算します。
C21=(1)2+1361532510105=361532510105C_{21} = (-1)^{2+1} \begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ -3 & -2 & 5 \\ 10 & 10 & -5 \end{vmatrix} = - \begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ -3 & -2 & 5 \\ 10 & 10 & -5 \end{vmatrix}
C31=(1)3+13615514410105=3615514410105C_{31} = (-1)^{3+1} \begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ 5 & 14 & 4 \\ 10 & 10 & -5 \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ 5 & 14 & 4 \\ 10 & 10 & -5 \end{vmatrix}
C41=(1)4+136155144325=36155144325C_{41} = (-1)^{4+1} \begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ 5 & 14 & 4 \\ -3 & -2 & 5 \end{vmatrix} = - \begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ 5 & 14 & 4 \\ -3 & -2 & 5 \end{vmatrix}
ステップ3:3x3行列の行列式を計算します。
361532510105=3(1050)+6(1550)+15(30+20)=3(40)+6(35)+15(10)=120210150=240\begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ -3 & -2 & 5 \\ 10 & 10 & -5 \end{vmatrix} = -3(10-50) + 6(15-50) + 15(-30+20) = -3(-40) + 6(-35) + 15(-10) = 120 - 210 - 150 = -240
3615514410105=3(7040)+6(2540)+15(50140)=3(110)+6(65)+15(90)=3303901350=1410\begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ 5 & 14 & 4 \\ 10 & 10 & -5 \end{vmatrix} = -3(-70-40) + 6(-25-40) + 15(50-140) = -3(-110) + 6(-65) + 15(-90) = 330 - 390 - 1350 = -1410
36155144325=3(70+8)+6(25+12)+15(10+42)=3(78)+6(37)+15(32)=234+222+480=468\begin{vmatrix} -3 & -6 & 15 \\ 5 & 14 & 4 \\ -3 & -2 & 5 \end{vmatrix} = -3(70+8) + 6(25+12) + 15(-10+42) = -3(78) + 6(37) + 15(32) = -234 + 222 + 480 = 468
ステップ4:余因子展開の式に代入します。
\begin{vmatrix}
0 & -3 & -6 & 15 \\
-2 & 5 & 14 & 4 \\
1 & -3 & -2 & 5 \\
15 & 10 & 10 & -5
\end{vmatrix} =
0 + (-2) \cdot (-(-240)) + 1 \cdot (-1410) + 15 \cdot (-468) = -480 - 1410 - 7020 = -8910

3. 最終的な答え

-8910

「代数学」の関連問題

$a < 0$ である定数 $a$, $b$ があり、一次関数 $y = ax + b$ の $-1 \le x \le 2$ における値域が $-1 \le y \le 1$ であるとき、$a$ と...

一次関数不等式連立方程式値域
2025/6/22

問題116の(1)と(2)を解きます。 (1) 全体集合を $\{x | x^2 \le 25, x \text{は整数}\}$ とし、集合 $A = \{2, a+1, a+2\}$ と集合 $B ...

集合集合の共通部分不等式
2025/6/22

二次関数 $y = -\frac{1}{2}x^2 + 3x$ の $-1 < x \leq 4$ における最大値と最小値を求めます。

二次関数最大値最小値定義域グラフ
2025/6/22

与えられた命題が真であるか偽であるかを判断し、偽である場合は反例を示す問題です。

命題論理反例二次方程式
2025/6/22

以下の連立不等式について、 $5x - 8 > 2x + 1$ ...(1) $x + 3 \geq 3x - a$ ...(2) (1) 不等式(1)を解く。 (2) 不等式(2)を解く。 (3) ...

不等式連立不等式数直線不等式の解
2025/6/22

2次方程式 $x^2 + (a^2 + a)x - 3 = 0$ の解の一つが $x = 1$ であるとき、$a$ の値を求める。

二次方程式解の代入因数分解
2025/6/22

(1) 放物線 $y=x^2-3x+2$ を平行移動した曲線で、2点 $(1, 1)$, $(2, 3)$ を通る2次関数を求めよ。 (2) 放物線 $y=2x^2$ を平行移動した曲線で、点 $(2...

二次関数放物線平行移動頂点二次方程式
2025/6/22

## 数学の問題の解答

線形代数行列固有値固有ベクトル座標変換2次形式直交行列双曲線
2025/6/22

与えられた2つの問題を解きます。 (1) $\sum_{k=1}^{10} (k^3 + 4k + 7)$ (2) 画像では不鮮明ですが、$\sum_{k=10}^{20} k^2$ と解釈します。

級数シグマ数列の和
2025/6/22

次の2つの一次不等式を解きます。 (1) $\frac{1}{6}x - \frac{1}{2} \le \frac{2}{3}x - \frac{5}{4}$ (2) $0.32x - 0.4 > ...

一次不等式不等式計算
2025/6/22