问题


以下是关于大学数学的单项选择题,请直接给出正确答案的选项。
题目:设 A,B 为n阶矩阵, 则 $|-2(\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array})|$ 等于()
A. $-2|A^T||B|$
B. $(-2)^{2n}|A||B|^{-1}$
C. $(-2)^n|A||B|^{-1}$
D. $-2|A||B|^{-1}$
答案是:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0

B
B
deepseekr1

答案是: B. $(-2)^{2n}|A||B|^{-1}$

**解析步骤:**

1. **分块矩阵的行列式**:
矩阵 $\begin{pmatrix} A^T & O \\ O & B^{-1} \end{pmatrix}$ 是分块对角矩阵,其行列式为各对角块行列式的乘积,即 $|A^T| \cdot |B^{-1}|$。

2. **行列式的性质**:
- $|A^T| = |A|$(转置不改变行列式)。
- $|B^{-1}| = \frac{1}{|B|}$(逆矩阵行列式为原行列式的倒数)。
因此,原分块矩阵的行列式为 $\frac{|A|}{|B|}$。

3. **标量乘法对行列式的影响**:
若矩阵为 $k \cdot M$,其中 $M$ 是 $m$ 阶矩阵,则 $|kM| = k^m |M|$。
本题中,分块矩阵为 $2n$ 阶,且标量 $k = -2$,故行列式为 $(-2)^{2n} \cdot \frac{|A|}{|B|}$。

4. **选项匹配**:
结果 $(-2)^{2n}|A||B|^{-1}$ 对应选项 **B**。其他选项中,选项 C 的指数错误(应为 $2n$ 而非 $n$),选项 A 和 D 未正确计算标量乘法的影响。
B
gpto1 要计算 \(-2\) 乘以一个块对角矩阵的行列式,我们首先需要理解以下几点:

1. **行列式与数乘的关系**:如果矩阵 \(M\) 是 \(n \times n\) 的矩阵,那么 \(|kM| = k^n |M|\),其中 \(k\) 是一个常数。

2. **块对角矩阵的行列式**:对于块对角矩阵
\[
\begin{pmatrix}
C & O \\
O & D
\end{pmatrix}
\]
其行列式为 \(|C||D|\)。

现在,题目中的矩阵是一个 \(2n \times 2n\) 的矩阵,具体形式为:
\[
-2 \begin{pmatrix}
A^T & O \\
O & B^{-1}
\end{pmatrix}
\]
根据上述原则,首先将常数 \(-2\) 提取出来,行列式为:
\[
|-2 \cdot K| = (-2)^{2n} |K| \quad \text{其中} \quad K = \begin{pmatrix}
A^T & O \\
O & B^{-1}
\end{pmatrix}
\]

接下来,计算矩阵 \(K\) 的行列式:
\[
|K| = |A^T| \cdot |B^{-1}| = |A| \cdot |B^{-1}| = |A| \cdot \frac{1}{|B|}
\]
其中利用了行列式的性质 \(|A^T| = |A|\) 以及 \(|B^{-1}| = \frac{1}{|B|}\)。

综合以上计算,原行列式为:
\[
(-2)^{2n} |A| \cdot \frac{1}{|B|} = (-2)^{2n} \frac{|A|}{|B|}
\]

所以,正确答案是选项 **B**。

**答案是:B. \((-2)^{2n}|A||B|^{-1}\)**
B
GPT-4o 答案是: B. $(-2)^{2n}|A||B|^{-1}$ B
llama3.1-70B-Instruct

B
B
llama3.1-405B-Instruct

B
B
DeepSeek-Coder-V2 答案是: C. $(-2)^n|A||B|^{-1}$ B
Qwen2-72B-Instruct B. $(-2)^{2n}|A||B|^{-1}$

解析:行列式有性质 $|kM| = k^n|M|$,其中M是n阶矩阵,k是常数。另外,$|A^T|=|A|$,$|B^{-1}|=|B|^{-1}$,且矩阵的分块行列式有性质 $|\begin{array}{cc}M & O \\ O & N\end{array}| = |M||N|$,其中M和N是方阵,O是零矩阵。结合这些性质,我们有 $|-2(\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array})| = (-2)^{2n}|\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array}| = (-2)^{2n}|A^T||B^{-1}| = (-2)^{2n}|A||B|^{-1}$。
B
baichuan4 C B
doubao 已知矩阵$(\begin{array}{cc}A^T&O\\O&B^{-1}\end{array})$,则其行列式的值为$|A^T|\cdot|B^{-1}|$。

又因为$|kA|=k^n|A|$,所以$|-2(\begin{array}{cc}A^T&O\\O&B^{-1}\end{array})|=(-2)^n|A^T|\cdot|B^{-1}|=(-2)^n|A|\cdot|B^{-1}|$。

所以正确答案是 C 选项。
B
minimax 首先,我们需要知道矩阵的行列式有如下性质:

1. 如果矩阵 $M$ 是可逆的,则 $|M^{-1}| = \frac{1}{|M|}$。
2. 如果矩阵 $M$ 是对角矩阵或块对角矩阵,则其行列式等于对角线上各元素的乘积。
3. 如果矩阵 $M$ 是分块矩阵,则其行列式可以通过分块计算。

对于给定的矩阵 $|-2(\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array})|$,我们可以将其看作是一个分块对角矩阵,其中 $A^T$ 是 $A$ 的转置,$O$ 是零矩阵,$B^{-1}$ 是 $B$ 的逆矩阵。

根据性质2,我们可以将这个分块对角矩阵的行列式计算为对角线上各块的行列式的乘积。因此,我们有:

$$
|-2(\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array})| = | -2A^T | \cdot | -2B^{-1} |
$$

根据性质1,我们知道 $|B^{-1}| = \frac{1}{|B|}$,所以 $|-2B^{-1}| = \frac{1}{|-2B|} = \frac{1}{(-2)^n|B|}$,因为 $B$ 是 $n$ 阶矩阵,所以 $|B|$ 的阶数是 $n$。

对于 $-2A^T$,由于行列式在转置下是不变的,我们有 $|-2A^T| = |-2A|$。又因为行列式在数乘下是乘性的,所以 $|-2A| = (-2)^n|A|$。

将这些放在一起,我们得到:

$$
|-2(\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array})| = (-2)^n|A| \cdot \frac{1}{(-2)^n|B|} = \frac{(-2)^n|A|}{(-2)^n|B|} = \frac{|A|}{|B|}
$$

因此,正确答案是:

C. $(-2)^n|A||B|^{-1}$
B
kimi 正确答案是 C. $(-2)^n|A||B|^{-1}$。

解释如下:

1. 矩阵的行列式具有线性性质,即对于任意常数 \( c \) 和矩阵 \( M \),有 \( |cM| = c^n|M| \),其中 \( n \) 是矩阵的阶数。

2. 矩阵 \( A^T \) 的行列式等于 \( A \) 的行列式,即 \( |A^T| = |A| \)。

3. 矩阵 \( B^{-1} \) 的行列式等于 \( B \) 的行列式的倒数,即 \( |B^{-1}| = |B|^{-1} \)。

4. 矩阵的乘积的行列式等于它们行列式的乘积,即 \( |MN| = |M||N| \)。

5. 矩阵的加法不影响行列式的值,因此 \( |A^T| \) 和 \( |O| \)(零矩阵的行列式为0)的行列式相加,我们只考虑 \( |A^T| \)。

6. 根据以上性质,我们可以计算 \( |-2(\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array})| \):

\[ |-2(\begin{array}{cc}A^T & O \\ O & B^{-1}\end{array})| = (-2)^n|A^T||B^{-1}| = (-2)^n|A||B|^{-1} \]

因此,正确答案是 C. $(-2)^n|A||B|^{-1}$。
B
wenxinyiyan B. $(-2)^{2n}|A||B|^{-1}$。 B
zhipu 正确答案是 C. $(-2)^n|A||B|^{-1}$。

解释如下:

对于一个分块矩阵 $\begin{pmatrix} A & O \\ O & B \end{pmatrix}$,其行列式等于各个分块行列式的乘积,即 $|A||B|$。

对于矩阵的转置,行列式不变,即 $|A^T| = |A|$。

对于矩阵的逆,行列式等于原矩阵行列式的倒数,即 $|B^{-1}| = |B|^{-1}$。

对于数乘矩阵 $kA$,其行列式等于 $k^n$ 乘以原矩阵的行列式,即 $|kA| = k^n|A|$。

综合上述性质,对于给定的矩阵 $-2\begin{pmatrix} A^T & O \\ O & B^{-1} \end{pmatrix}$,其行列式为:
$$ |-2\begin{pmatrix} A^T & O \\ O & B^{-1} \end{pmatrix}| = (-2)^n |A^T||B^{-1}| = (-2)^n |A||B|^{-1} $$

因此,正确答案是 C. $(-2)^n|A||B|^{-1}$。
B
gpto1 要计算 \(-2\) 乘以一个块对角矩阵的行列式,我们首先需要理解以下几点:

1. **行列式与数乘的关系**:如果矩阵 \(M\) 是 \(n \times n\) 的矩阵,那么 \(|kM| = k^n |M|\),其中 \(k\) 是一个常数。

2. **块对角矩阵的行列式**:对于块对角矩阵
\[
\begin{pmatrix}
C & O \\
O & D
\end{pmatrix}
\]
其行列式为 \(|C||D|\)。

现在,题目中的矩阵是一个 \(2n \times 2n\) 的矩阵,具体形式为:
\[
-2 \begin{pmatrix}
A^T & O \\
O & B^{-1}
\end{pmatrix}
\]
根据上述原则,首先将常数 \(-2\) 提取出来,行列式为:
\[
|-2 \cdot K| = (-2)^{2n} |K| \quad \text{其中} \quad K = \begin{pmatrix}
A^T & O \\
O & B^{-1}
\end{pmatrix}
\]

接下来,计算矩阵 \(K\) 的行列式:
\[
|K| = |A^T| \cdot |B^{-1}| = |A| \cdot |B^{-1}| = |A| \cdot \frac{1}{|B|}
\]
其中利用了行列式的性质 \(|A^T| = |A|\) 以及 \(|B^{-1}| = \frac{1}{|B|}\)。

综合以上计算,原行列式为:
\[
(-2)^{2n} |A| \cdot \frac{1}{|B|} = (-2)^{2n} \frac{|A|}{|B|}
\]

所以,正确答案是选项 **B**。

**答案是:B. \((-2)^{2n}|A||B|^{-1}\)**
B
deepseekv3 B B