101_07A_q04
101 指考數學甲 第 4 題
📅 101 年 📝 指考數學甲 第 4 題 題型:單選 課綱:99課綱
已知方陣 $M = \begin{bmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{bmatrix}$ 的反方陣為 $M^{-1} = \begin{bmatrix} a' & b' & c' \\ d' & e' & f' \\ g' & h' & i' \end{bmatrix}$。試問下列哪一個選項為 $P = \begin{bmatrix} g & h & i \\ a & b & c \\ d & e & f \end{bmatrix}$ 的反方陣?
  1. $\begin{bmatrix} a' & b' & c' \\ d' & e' & f' \\ g' & h' & i' \end{bmatrix}$
  2. $\begin{bmatrix} a' & d' & g' \\ b' & e' & h' \\ c' & f' & i' \end{bmatrix}$
  3. $\begin{bmatrix} g' & h' & i' \\ a' & b' & c' \\ d' & e' & f' \end{bmatrix}$
  4. $\begin{bmatrix} g' & a' & d' \\ h' & b' & e' \\ i' & c' & f' \end{bmatrix}$
  5. $\begin{bmatrix} c' & a' & b' \\ f' & d' & e' \\ i' & g' & h' \end{bmatrix}$
矩陣性質反矩陣置換矩陣列置換與行置換矩陣的乘法關係反矩陣的運算性質矩陣行列式、矩陣與應用
解題手法反向推理對稱性〔AI 推測〕
答案

$(5)$

單選題

詳解
設 $M = \begin{bmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{bmatrix}$ 且 $M^{-1} = \begin{bmatrix} a' & b' & c' \\ d' & e' & f' \\ g' & h' & i' \end{bmatrix}$。 矩陣 $P$ 的列是由 $M$ 的列經由以下列排列(Row Permutation)得到: 列 $1$ 的 $P$ 為列 $3$ 的 $M$; 列 $2$ 的 $P$ 為列 $1$ 的 $M$; 列 $3$ 的 $P$ 為列 $2$ 的 $M$。 也就是 $P = E M$,其中置換矩陣 $E = \begin{bmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \end{bmatrix}$。 因此,其反方陣為: $$P^{-1} = (E M)^{-1} = M^{-1} E^{-1}$$ 計算 $E^{-1} = \begin{bmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 \end{bmatrix}$(即 $E^T$)。 將 $M^{-1}$ 右乘 $E^{-1}$ 會將 $M^{-1}$ 的行進行置換(Column Permutation): 行 $1$ 的 $P^{-1}$ 為行 $3$ 的 $M^{-1}$; 行 $2$ 的 $P^{-1}$ 為行 $1$ 的 $M^{-1}$; 行 $3$ 的 $P^{-1}$ 為行 $2$ 的 $M^{-1}$。 因此: $$P^{-1} = \begin{bmatrix} c' & a' & b' \\ f' & d' & e' \\ i' & g' & h' \end{bmatrix}$$ 故選 $(5)$。

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。