与えられた6つの行列式の値を計算する問題です。

代数学行列式線形代数
2025/6/25

1. 問題の内容

与えられた6つの行列式の値を計算する問題です。

2. 解き方の手順

(1) 3x3の行列式を計算します。
233110757=2105731077+(3)1175 \begin{vmatrix} 2 & 3 & -3 \\ -1 & -1 & 0 \\ 7 & 5 & 7 \end{vmatrix} = 2 \begin{vmatrix} -1 & 0 \\ 5 & 7 \end{vmatrix} - 3 \begin{vmatrix} -1 & 0 \\ 7 & 7 \end{vmatrix} + (-3) \begin{vmatrix} -1 & -1 \\ 7 & 5 \end{vmatrix}
=2((1)(7)(0)(5))3((1)(7)(0)(7))3((1)(5)(1)(7))= 2((-1)(7) - (0)(5)) - 3((-1)(7) - (0)(7)) - 3((-1)(5) - (-1)(7))
=2(7)3(7)3(5+7)= 2(-7) - 3(-7) - 3(-5 + 7)
=14+213(2)= -14 + 21 - 3(2)
=14+216= -14 + 21 - 6
=1= 1
(2) 3x3の行列式を計算します。
152436121=1362154611+24312 \begin{vmatrix} 1 & 5 & 2 \\ 4 & -3 & 6 \\ -1 & 2 & -1 \end{vmatrix} = 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)(1)(6)(2))5((4)(1)(6)(1))+2((4)(2)(3)(1))= 1((-3)(-1) - (6)(2)) - 5((4)(-1) - (6)(-1)) + 2((4)(2) - (-3)(-1))
=1(312)5(4+6)+2(83)= 1(3 - 12) - 5(-4 + 6) + 2(8 - 3)
=1(9)5(2)+2(5)= 1(-9) - 5(2) + 2(5)
=910+10= -9 - 10 + 10
=9= -9
(3) 3x3の行列式を計算します。ただし、1列目の10倍を2列目から引き、1列目の100倍を3列目から引くと、
102030457100420053006=10201023010345427431004200510042300610043=1000435100410031006=103510031006 \begin{vmatrix} 10 & 20 & 30 \\ 4 & 5 & 7 \\ 1004 & 2005 & 3006 \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} 10 & 20-10*2 & 30-10*3 \\ 4 & 5-4*2 & 7-4*3 \\ 1004 & 2005-1004*2 & 3006-1004*3 \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} 10 & 0 & 0 \\ 4 & -3 & -5 \\ 1004 & -1003 & -1006 \end{vmatrix} = 10 \begin{vmatrix} -3 & -5 \\ -1003 & -1006 \end{vmatrix}
=10((3)(1006)(5)(1003))=10(30185015)=10(1997)=19970= 10((-3)(-1006) - (-5)(-1003)) = 10(3018 - 5015) = 10(-1997) = -19970
(4) 4x4の行列式を計算します。
1200212002120021 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 0 & 0 \\ 2 & 1 & 2 & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 2 & 1 \end{vmatrix}
1行目で展開します。
=11202120212220012021= 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(14)2(20)+0)2(2(14)2(00)+0)= 1(1(1 - 4) - 2(2 - 0) + 0) - 2(2(1 - 4) - 2(0 - 0) + 0)
=1(34)2(2(3))= 1(-3 - 4) - 2(2(-3))
=7+12= -7 + 12
=5= 5
(5) 4x4の行列式を計算します。
2303006111007547 \begin{vmatrix} 2 & 3 & 0 & -3 \\ 0 & 0 & 6 & 1 \\ -1 & -1 & 0 & 0 \\ 7 & 5 & 4 & 7 \end{vmatrix}
3行目で展開します。
=(1)303061547+(1)203061747= -(-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(424)0+(3)(030))(2(424)0+(3)(042))= (3(42-4) - 0 + (-3)(0-30)) - (2(42-4) - 0 + (-3)(0-42))
=(3(38)+90)(2(38)+126)= (3(38) + 90) - (2(38) + 126)
=(114+90)(76+126)= (114 + 90) - (76 + 126)
=204202= 204 - 202
=2= 2
(6) 5x5の行列式を計算します。
最後の行はすべて0ですが、最後の要素を除きます。そのため、次のようになります。
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}
5列目で展開します。
=63512260900710032= -6 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 1 & 2 \\ 2 & 6 & 0 & 9 \\ 0 & 0 & 7 & 1 \\ 0 & 0 & 3 & 2 \end{vmatrix}
=67352269002(6)1351260002= -6 \cdot 7 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 2 \\ 2 & 6 & 9 \\ 0 & 0 & 2 \end{vmatrix} - (-6) \cdot 1 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 1 \\ 2 & 6 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \end{vmatrix}
=42352269002+6351260002=4223526+623526=84(1810)+12(1810)=848+128=(84+12)8=(72)8=576= -42 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 2 \\ 2 & 6 & 9 \\ 0 & 0 & 2 \end{vmatrix} + 6 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 1 \\ 2 & 6 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \end{vmatrix} = -42 \cdot 2 \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix} + 6 \cdot 2 \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix} = -84 (18-10) + 12(18-10) = -84 \cdot 8 + 12 \cdot 8 = (-84+12) \cdot 8 = (-72) \cdot 8 = -576

3. 最終的な答え

(1) 1
(2) -9
(3) -19970
(4) 5
(5) 2
(6) -576

「代数学」の関連問題

2つの不等式 $3|x| - |x-2| \le 8$ (これを不等式①とする) と $2x + 7 \ge 0$ (これを不等式②とする) について考える。絶対値を含む不等式①の解を求める問題。

絶対値不等式連立不等式
2025/6/25

多項式 $A = x^6 - 6x^5 + 15x^4 - 19x^3 + 12x^2 - 3x$ が与えられている。 $t = x^3 - 3x^2 + 3x$ とおいたとき、 (1) $A$ を ...

多項式因数分解式の計算値の代入
2025/6/25

画像の問題は、展開と因数分解に関する問題です。具体的には、以下の4つの問題を解きます。 (1) 次の式を展開せよ。 ① $(x+2y)(3x+5y)$ ② $(3x-y+4)^2$ (...

展開因数分解多項式
2025/6/25

図に示された4本の直線①、②、③、④の式をそれぞれ求めます。

一次関数グラフ傾きy切片座標
2025/6/25

次の方程式を満たす $x$ の値を求めます。 $(200 \times \frac{100}{210} - 50) : (200 \times \frac{110}{210} - x) = 100 :...

方程式分数
2025/6/25

与えられた式 $S = -1 - 2 \cdot \frac{2(2^{n-1}-1)}{2-1} + (2n-1) \cdot 2^n$ を計算し、その結果が $(2n-3) \cdot 2^n +...

式の計算等式指数
2025/6/25

$x = \sqrt{5} + \sqrt{3}$、 $y = \sqrt{5} - \sqrt{3}$ のとき、$x^2y + xy^2$ の値を求めます。

式の計算因数分解平方根
2025/6/25

与えられた連立方程式 $\begin{cases} y - 4x = 11 \\ 8x - 3y = 25 \end{cases}$ を2通りの方法で解きます。

連立方程式代入法加減法一次方程式
2025/6/25

$x = \sqrt{5} + \sqrt{2}$、 $y = \sqrt{5} - \sqrt{2}$ のとき、以下の式の値を求めます。 (1) $xy$ (2) $x^2 - y^2$ (3) $...

式の計算平方根因数分解展開和と差の積
2025/6/25

問題は、式 $x^2y + xy^2$ を因数分解することです。

因数分解多項式
2025/6/25