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105_07B_q10
105 指考數學乙 第 10 題
📅 105 年
📝 指考數學乙
第 10 題
題型:選填
課綱:99課綱
設 $x, c$ 為實數,方陣 $A = \begin{bmatrix} 3 & 2 \\ -2 & x \end{bmatrix}$、$B = \begin{bmatrix} 3 & -2 \\ 2 & x \end{bmatrix}$。已知 $A$ 的反方陣恰好是 $B$ 的 $c$ 倍(其中 $c \neq 0$),則數對 $(x,c) = $ (____, ____)。(請化為最簡分數)
矩陣基本運算與性質
二階反方陣
矩陣
行列式、矩陣與應用
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
$(3, \dfrac{1}{13})$
選填題
詳解
根據二階方陣反方陣的定義與公式,對於方陣 $A = \begin{bmatrix} 3 & 2 \\ -2 & x \end{bmatrix}$: 首先計算其行列式: $$\det(A) = 3 \times x - 2 \times (-2) = 3x + 4$$ 由於已知 $A$ 存在反方陣 $A^{-1}$,故必滿足 $\det(A) \neq 0 \implies 3x + 4 \neq 0$。 方陣 $A$ 的反方陣 $A^{-1}$ 公式為: $$A^{-1} = \dfrac{1}{\det(A)} \begin{bmatrix} x & -2 \\ 2 & 3 \end{bmatrix} = \dfrac{1}{3x + 4} \begin{bmatrix} x & -2 \\ 2 & 3 \end{bmatrix}$$ 題目已知 $A^{-1}$ 恰好是方陣 $B = \begin{bmatrix} 3 & -2 \\ 2 & x \end{bmatrix}$ 的 $c$ 倍,即: $$A^{-1} = cB \implies \dfrac{1}{3x + 4} \begin{bmatrix} x & -2 \\ 2 & 3 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 3c & -2c \\ 2c & cx \end{bmatrix}$$ 我們比對這兩個矩陣的所有對應元: 1. **比對右上元** (1, 2): $$\dfrac{-2}{3x + 4} = -2c \implies c = \dfrac{1}{3x + 4}$$ 2. **比對左下元** (2, 1): $$\dfrac{2}{3x + 4} = 2c \implies c = \dfrac{1}{3x + 4}$$ (與上式一致) 3. **比對左上元** (1, 1): $$\dfrac{x}{3x + 4} = 3c$$ 將 $c = \dfrac{1}{3x + 4}$ 代入: $$\dfrac{x}{3x + 4} = \dfrac{3}{3x + 4}$$ 因為分母 $3x + 4 \neq 0$,我們兩邊同乘以 $3x+4$ 得: $$x = 3$$ 4. **比對右下元** (2, 2): $$\dfrac{3}{3x + 4} = cx$$ 將 $x = 3$ 與 $c = \dfrac{1}{3x + 4}$ 代入,得 $\dfrac{3}{3x+4} = 3 \left(\dfrac{1}{3x+4}\right)$,完全契合。 最後,我們將 $x = 3$ 代入 $c$ 的表示式中,求得 $c$ 的值: $$c = \dfrac{1}{3(3) + 4} = \dfrac{1}{13}$$ 因此,數對 $(x, c) = \left(3, \dfrac{1}{13}\right)$。 答案為 $(3, \dfrac{1}{13})$。
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。