第4题
计算行列式 $$D=\begin{vmatrix}1&2&3&4\\1^2&2^2&3^2&4^2\\1^3&2^3&3^3&4^3\\5&4&3&2\end{vmatrix}.$$
答案
$-72$
行列式计算 范德蒙德行列式 行变换 行列式的性质

📋 解题步骤

1
行变换与提取公因子
将第1行加到第4行,即$r_4+r_1$: $$D=\begin{vmatrix}1&2&3&4\\1^2&2^2&3^2&4^2\\1^3&2^3&3^3&4^3\\6&6&6&6\end{vmatrix}=6\begin{vmatrix}1&2&3&4\\1^2&2^2&3^2&4^2\\1^3&2^3&3^3&4^3\\1&1&1&1\end{vmatrix}.$$
2
行交换化为范德蒙德行列式
通过三次行交换将第4行逐步换至第1行:$r_4\leftrightarrow r_3,r_3\leftrightarrow r_2,r_2\leftrightarrow r_1$。 每次交换改变行列式符号,三次交换后符号为$(-1)^3=-1$,故 $$D=-6\begin{vmatrix}1&1&1&1\\1&2&3&4\\1^2&2^2&3^2&4^2\\1^3&2^3&3^3&4^3\end{vmatrix}.$$ 这是范德蒙德行列式,其中$x_1=1,x_2=2,x_3=3,x_4=4$。
3
应用范德蒙德公式计算
范德蒙德行列式公式: $$V=\prod_{1\le i
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