好的,我们使用行列式的展开方法来计算这个4x4行列式。我们选择对第一行进行展开:
[
\begin{vmatrix}
1 & 0 & 1 & -1 \
1 & 2 & 4 & 5 \
0 & 0 & 1 & 1 \
1 & 0 & 1 & 1
\end{vmatrix}
]
对第一行展开,得到:
[
\text{行列式} = 1 \cdot \begin{vmatrix}
2 & 4 & 5 \
0 & 1 & 1 \
0 & 1 & 1
\end{vmatrix}
- 0 \cdot \begin{vmatrix}
1 & 4 & 5 \
0 & 1 & 1 \
1 & 1 & 1
\end{vmatrix}
- 1 \cdot \begin{vmatrix}
1 & 2 & 5 \
0 & 0 & 1 \
1 & 0 & 1
\end{vmatrix}
- (-1) \cdot \begin{vmatrix}
1 & 2 & 4 \
0 & 0 & 1 \
1 & 0 & 1
\end{vmatrix}
]
接下来计算每个3x3的行列式。
- 计算第一个3x3行列式:
[
\begin{vmatrix}
2 & 4 & 5 \
0 & 1 & 1 \
0 & 1 & 1
\end{vmatrix}
= 2 \cdot \begin{vmatrix}
1 & 1 \
1 & 1
\end{vmatrix}
- 4 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 1 \
0 & 1
\end{vmatrix}
- 5 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 1 \
0 & 1
\end{vmatrix}
= 2 \cdot (1 \cdot 1 - 1 \cdot 1) - 4 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 0) + 5 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 0)
= 2 \cdot 0 - 4 \cdot 0 + 5 \cdot 0
= 0
]
-
第二个3x3行列式被0乘以,所以它直接为0。
-
计算第三个3x3行列式:
[
\begin{vmatrix}
1 & 2 & 5 \
0 & 0 & 1 \
1 & 0 & 1
\end{vmatrix}
= 1 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 1 \
0 & 1
\end{vmatrix}
- 2 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 1 \
1 & 1
\end{vmatrix}
- 5 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 0 \
1 & 1
\end{vmatrix}
= 1 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 0) - 2 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 1) + 5 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 0)
= 0 - 2 \cdot (-1) + 5 \cdot 0
= 0 + 2
= 2
]
- 计算第四个3x3行列式:
[
\begin{vmatrix}
1 & 2 & 4 \
0 & 0 & 1 \
1 & 0 & 1
\end{vmatrix}
= 1 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 1 \
0 & 1
\end{vmatrix}
- 2 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 1 \
1 & 1
\end{vmatrix}
- 4 \cdot \begin{vmatrix}
0 & 0 \
1 & 1
\end{vmatrix}
= 1 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 0) - 2 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 1) + 4 \cdot (0 \cdot 1 - 1 \cdot 0)
= 0 - 2 \cdot (-1) + 4 \cdot 0
= 0 + 2
= 2
]
综合以上结果:
[
\begin{vmatrix}
1 & 0 & 1 & -1 \
1 & 2 & 4 & 5 \
0 & 0 & 1 & 1 \
1 & 0 & 1 & 1
\end{vmatrix}
= 1 \cdot 0 + 0 \cdot (任意值) + 1 \cdot 2 + 1 \cdot 2
= 0 + 0 + 2 + 2
= 4
]
所以这个行列式的值是 4。