02.07 線性代數---2009全國高中數學聯賽加試第4題

高中級別的數學競賽中,早期有以方程組面目出現的線性代數問題,大部分是IMO早期試題,以計算機組合算法為背景的矩陣性質問題也很常見。2009高中聯賽是由過去加試題從3題改為四題的第一年,組合題目就出了這麼個線性代數味道很濃的題目,如果經常做些行列交換的操作,相信

線性代數---2009全國高中數學聯賽加試第4題

此題不難。但標準答案寫非常難受,十年過去了,很多聯賽題目被好好研究過,而此題卻一直只有標答。趁著過年,改了一版答案。給老師同學參考吧。

題目

在非負數構成的數表

線性代數---2009全國高中數學聯賽加試第4題

中每行的數互不相同,前6列中每列的三數之和為1,且有

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均大於1.如果前三列構成的數表

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證明:

(ⅰ)

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ⅱ)S’可看成S中前兩列不動, P的第​列和第3列交換形成的。事實上P的前三列互換不會改變S滿足性質(O)同時由(i)獲得的結論不變,而4-9列中任意兩列交換也不影響S滿足性質(O)同時(i)的結論不變.如果只考慮將P的第1列與第2列的交換,第4-7列之間的任意兩列的交換,不影響(ii)是否成立,如果將第1行與第3行相互交換後,再將第7列與第9列互換,則由7至9列形成的3x3矩陣依然保持對角線為0,其它元素大於1這樣的特徵同時不影響(ii)的真偽判別。

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先對對形式①證明(ii)

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