与えられた6つの行列式の値を計算します。

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します。

2. 解き方の手順

(1) 3x3の行列式
233110757=210573107731175=2(70)3(70)3(5(7))=14+213(2)=14+216=1 \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(-7-0) - 3(-7-0) - 3(-5-(-7)) = -14 + 21 - 3(2) = -14 + 21 - 6 = 1
(2) 3x3の行列式
152436121=1362154611+24312=1(312)5(4(6))+2(83)=95(2)+2(5)=910+10=9 \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(3-12) - 5(-4-(-6)) + 2(8-3) = -9 - 5(2) + 2(5) = -9 - 10 + 10 = -9
(3) 3x3の行列式
102030457100420053006 \begin{vmatrix} 10 & 20 & 30 \\ 4 & 5 & 7 \\ 1004 & 2005 & 3006 \end{vmatrix}
1列目の10をくくり出すと 1012030410571004102005300610 \begin{vmatrix} 1 & 20 & 30 \\ \frac{4}{10} & 5 & 7 \\ \frac{1004}{10} & 2005 & 3006 \end{vmatrix}
1列目を10倍すると
102030457100420053006 \begin{vmatrix} 10 & 20 & 30 \\ 4 & 5 & 7 \\ 1004 & 2005 & 3006 \end{vmatrix}
1列目を10倍すると 1012345710042005300610 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 7 \\ 1004 & 2005 & 3006 \end{vmatrix}
1列目を10倍すると 10×101230.40.50.7100.4200.5300.6 10 \times 10 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0.4 & 0.5 & 0.7 \\ 100.4 & 200.5 & 300.6 \end{vmatrix}
1列目、2列目、3列目の比が1:2:3となっているため、線形従属であり、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) 4x4の行列式
1200212002120021=11202120212220012021=1(1(14)2(20))2(2(14)2(00))=1(34)2(6)=7+12=5 \begin{vmatrix} 1 & 2 & 0 & 0 \\ 2 & 1 & 2 & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 2 & 1 \end{vmatrix} = 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(0-0)) = 1(-3-4) - 2(-6) = -7 + 12 = 5
(5) 4x4の行列式
2303006111007547=6233110757+1230110754=6(1)+1(42311)=6+4(2(3))=6+4(1)=2 \begin{vmatrix} 2 & 3 & 0 & -3 \\ 0 & 0 & 6 & 1 \\ -1 & -1 & 0 & 0 \\ 7 & 5 & 4 & 7 \end{vmatrix} = -6 \begin{vmatrix} 2 & 3 & -3 \\ -1 & -1 & 0 \\ 7 & 5 & 7 \end{vmatrix} + 1 \begin{vmatrix} 2 & 3 & 0 \\ -1 & -1 & 0 \\ 7 & 5 & 4 \end{vmatrix} = -6(1) + 1(4 \begin{vmatrix} 2 & 3 \\ -1 & -1 \end{vmatrix} ) = -6 + 4(-2-(-3)) = -6 + 4(1) = -2
(6) 5x5の行列式
3512126091007120032500006=63512260900710032=6(73522690021351260003)=6(7×235261×33526)=6(14(1810)3(1810))=6(14(8)3(8))=6(11224)=6(88)=528 \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} = -6 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 1 & 2 \\ 2 & 6 & 0 & 9 \\ 0 & 0 & 7 & 1 \\ 0 & 0 & 3 & 2 \end{vmatrix} = -6 (7 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 2 \\ 2 & 6 & 9 \\ 0 & 0 & 2 \end{vmatrix} - 1 \begin{vmatrix} 3 & 5 & 1 \\ 2 & 6 & 0 \\ 0 & 0 & 3 \end{vmatrix} ) = -6 (7 \times 2 \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix} - 1 \times 3 \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 2 & 6 \end{vmatrix} ) = -6 (14 (18-10) - 3(18-10)) = -6 (14(8) - 3(8)) = -6 (112-24) = -6 (88) = -528

3. 最終的な答え

(1) 1\underline{1}
(2) 9\underline{-9}
(3) 0\underline{0}
(4) 5\underline{5}
(5) 2\underline{-2}
(6) 528\underline{-528}

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