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2026年李林冲刺预测6套卷(五) - 第16题回答
线性代数
发布于2025年11月17日 13:09
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评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生答案:$\frac{1}{100}$,标准答案:100。

分析:本题需要计算行列式 $|(A^{-1}+B^{-1})^*|$。首先需要求出矩阵 $B$ 与 $A$ 的关系,通过列变换可得 $B = A \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 1 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 2 \end{pmatrix}$,记该矩阵为 $C$,则 $|B| = |A| \cdot |C| = 1 \cdot (1 \cdot (1 \times 2 - 1 \times 1) - 0 + 0) = 1$。因此 $|B| = 1$。

接着,$(A^{-1}+B^{-1})^* = |A^{-1}+B^{-1}| \cdot (A^{-1}+B^{-1})^{-1}$(伴随矩阵性质)。而 $A^{-1}+B^{-1} = A^{-1}(I+AB^{-1})$,且 $AB^{-1} = (A B^{-1})$,实际上 $B = AC$,所以 $B^{-1} = C^{-1} A^{-1}$,于是 $A^{-1}+B^{-1} = A^{-1} + C^{-1} A^{-1} = (I+C^{-1}) A^{-1}$。

因此 $|A^{-1}+B^{-1}| = |I+C^{-1}| \cdot |A^{-1}| = |I+C^{-1}| \cdot \frac{1}{|A|} = |I+C^{-1}|$。

计算 $C = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 1 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 2 \end{pmatrix}$,可求得 $C^{-1} = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ -2 & 2 & -1 \\ 1 & -1 & 1 \end{pmatrix}$,于是 $I+C^{-1} = \begin{pmatrix} 2 & 0 & 0 \\ -2 & 3 & -1 \\ 1 & -1 & 2 \end{pmatrix}$,行列式 $|I+C^{-1}| = 2 \cdot (3 \times 2 - (-1) \times (-1)) - 0 + 0 = 2 \cdot (6 - 1) = 10$。

所以 $|A^{-1}+B^{-1}| ...

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