<選填>矩陣方程與代數運算題”,”已知\( a,b,c,d \)為實數,且\(\begin{bmatrix} 1 & -1 \\ 3 & -2 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} a \\ b \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix}\)。若\(\begin{bmatrix} 1 & -1 \\ 3 & -2 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} 2a+1 \\ 2b+1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} c \\ d \end{bmatrix}\),則\( c-3d \)的值為何?
答案
首先解第一個矩陣方程:
由\(\begin{cases} a - b = 1 \\ 3a - 2b = 0 \end{cases}\),
由第一式得\( a = b + 1 \),代入第二式:
\( 3(b + 1) - 2b = 0 \implies b + 3 = 0 \implies b = -3 \),
則\( a = -3 + 1 = -2 \)。
接著計算第二個矩陣方程:
\( 2a + 1 = 2 \times (-2) + 1 = -3 \),
\( 2b + 1 = 2 \times (-3) + 1 = -5 \),
因此\(\begin{bmatrix} 1 & -1 \\ 3 & -2 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} -3 \\ -5 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -3 - (-5) \\ 3 \times (-3) - 2 \times (-5) \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 2 \\ 1 \end{bmatrix}\),
即\( c = 2 \),\( d = 1 \)。
故\( c - 3d = 2 - 3 \times 1 = -1 \)。

