097_07B_q09
97 指考數學乙 第 9 題
📅 97 年 📝 指考數學乙 第 9 題 題型:選填 課綱:99課綱
從集合 $$S = \left\{ \begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix} \;\middle|\; a, b, c, d \in \{0, 1, 2, 3\} \right\}$$ 中隨機抽取一個矩陣,其行列式為 $0$ 的機率等於 ____ 。(化為最簡分數)
古典機率二階行列式機率行列式、矩陣與應用機率
解題手法分類討論〔AI 推測〕
答案

$\dfrac{1}{4}$

詳解
二階矩陣 $\begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix}$ 中的四個元素 $a,b,c,d$ 皆獨立選自 $\{0,1,2,3\}$,因此樣本空間中矩陣總數為 $$N(S)=4^4=256$$ 此矩陣的行列式值為 $$\det\begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix}=ad-bc$$ 要求行列式值為 $0$,即滿足 $ad=bc$。計算有序對 $(u,v)$,其中 $u,v\in\{0,1,2,3\}$,其乘積的出現次數:乘積 $0$ 有 $7$ 對,乘積 $1$ 有 $1$ 對,乘積 $2$ 有 $2$ 對,乘積 $3$ 有 $2$ 對,乘積 $4$ 有 $1$ 對,乘積 $6$ 有 $2$ 對,乘積 $9$ 有 $1$ 對。因此符合 $ad=bc$ 的矩陣個數為 $$7^2+1^2+2^2+2^2+1^2+2^2+1^2=64$$ 所求機率為 $$\dfrac{64}{256}=\dfrac{1}{4}$$

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。