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一个比较特别的行列式

作者 Edstrayer
来源: 小木虫 1050 21 举报帖子
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设a,b,c,d都是整数,且ad=bc,如果行列式:

[latex]det\begin{pmatrix}a&b&c&d\\b&3a&d&3c\\c&d&5a&5b\\d&3c&5b&15a\end{pmatrix}=0[/latex]


试证:a=b=c=d=0.
注:条件ad=bc是否可以取消?若可以取消请给出证明,否则请举出反例。

[ Last edited by feixiaolin on 2014-4-25 at 13:56 ] 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • feixiaolin

    可视为分块矩阵
    |A     B|
    |B   5A|
    行列式=|A|*|5A-B*A^(-1)*B|=0
    条件是 |5A-B*A^(-1)*B|=0 而 |A|<>0

  • Edstrayer

    引用回帖:
    2楼: Originally posted by feixiaolin at 2014-04-25 15:51:09
    可视为分块矩阵
    |A     B|
    |B   5A|
    行列式=|A|*|5A-B*A^(-1)*B|=0
    条件是 |5A-B*A^(-1)*B|=0 而 |A|<>0

    这里A不一定可逆呢,……不能这样运算的,……

  • feixiaolin

    引用回帖:
    3楼: Originally posted by Edstrayer at 2014-04-25 18:18:57
    这里A不一定可逆呢,……不能这样运算的,……...

    只要a=b=c=d,便可推出delt()=0;
    为了求条件:
    1. 假定A可逆;  比较繁琐,未推求。
    2. 假定A不可逆;
       如果3a^2-b^2=0; 3c^2-d^2=0;  delt()=0;
         ad=bc 只是一个特例,ad+bc=0 亦可。

  • Edstrayer

    引用回帖:
    4楼: Originally posted by feixiaolin at 2014-04-25 20:11:08
    只要a=b=c=d,便可推出delt()=0;
    为了求条件:
    1. 假定A可逆;  比较繁琐,未推求。
    2. 假定A不可逆;
       如果3a^2-b^2=0; 3c^2-d^2=0;  delt()=0;
         ad=bc 只是一个特例,ad+bc=0 亦可。...

    a=b=c=d是要证明的结论,怎么能拿来当条件使用呢?

  • hank612

    引用回帖:
    4楼: Originally posted by feixiaolin at 2014-04-25 20:11:08
    只要a=b=c=d,便可推出delt()=0;
    为了求条件:
    1. 假定A可逆;  比较繁琐,未推求。
    2. 假定A不可逆;
       如果3a^2-b^2=0; 3c^2-d^2=0;  delt()=0;
         ad=bc 只是一个特例,ad+bc=0 亦可。...

    fei大神, 我估计你被要证的结论或无关的条件 ad=bc误导了.

    要诀: 简单!!! 暴力!!!
    第一步: 由数学软件可得,  行列式等于
    [latex] (15a^2+5b^2-3c^2-d^2)^2- 3*2^2*(5ab-cd)^2 [/latex]
    由于a,b,c,d都是整数, 而 [latex]\sqrt{3} [/latex]是无理数, 当行列式为零时, 当且仅当" 5ab=cd 并且 15a^2+5b^2 = 3c^2+d^2".

    第二步, 不难看出,  [latex] 5(\sqrt{3}a+b)^2 = (\sqrt{3}c+d)^2) [/latex]
    换句话说, 如果  a,b不全为零的话, 就有 [latex] \sqrt{5} \in Q[\sqrt{3}] [/latex] 这种荒谬的事情.
    所以只好 a=b=c=d=0.

  • Edstrayer

    引用回帖:
    6楼: Originally posted by hank612 at 2014-04-26 01:14:01
    fei大神, 我估计你被要证的结论或无关的条件 ad=bc误导了.

    要诀: 简单!!! 暴力!!!
    第一步: 由数学软件可得,  行列式等于
    (15a^2+5b^2-3c^2-d^2)^2- 3*2^2*(5ab-cd)^2
    由于a,b,c,d都是整数, 而 \sqrt ...

    同志哥,题目并不简单!暴力行不通!

    [latex]det\begin{pmatrix}a&b&c&d\\b&3a&d&3c\\c&d&5a&5b\\d&3c&5b&15a\end{pmatrix}\neq(15a^2+5b^2-3c^2-d^2)^2-3\times 2^2(5ab-cd)^2[/latex]


    事实上,令a=b=c=d=1,我们就有:

    [latex]det\begin{pmatrix}a&b&c&d\\b&3a&d&3c\\c&d&5a&5b\\d&3c&5b&15a\end{pmatrix}=32[/latex]


    [latex](15a^2+5b^2-3c^2-d^2)^2-3\times 2^2(5ab-cd)^2=64[/latex]


    两者并不相等

  • Edstrayer

    请教大神,我用mathematic进行在线计算怎么没有输出呢?问题出在哪儿?
    一个比较特别的行列式
    tupian001.jpg

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