Aloha :)
zu a) Die Pyramide wird durch die 3 folgenden Vektoren aufgespannt:$$\overrightarrow{DA}=\begin{pmatrix}2\\0\\0\end{pmatrix}\quad;\quad \overrightarrow{DC}=\begin{pmatrix}0\\2\\0\end{pmatrix}\quad;\quad \overrightarrow{DS}=\begin{pmatrix}1\\1\\3\end{pmatrix}$$
Das Volumen der Pyramide ist \(\frac13\) des Spat-Volumens, das von diesen 3 Vektoren aufgespannt wird. Das Volumen des Spates ist gleich dem Betrag der Determinante aus den 3 aufspannenden Vektoren. Das Volumen der Pyramide beträgt also:$$V(P)=\frac13\cdot\operatorname{det}\begin{pmatrix}2 & 0 & 1\\0 & 2 & 1\\0 & 0 & 3\end{pmatrix}=\frac13\cdot2\cdot2\cdot3=4$$Die Determinante einer oberen (oder unteren) Dreiecksmatrix ist gleich dem Produkt der Elemente auf der Hauptdiagonalen.
zu b) Nun sind uns zwei Transformationsmatrix vorgegeben:$$\mathbf A=\left(\begin{array}{rrr}1 & 0 & 2\\1 & 0 & -5\\-2 & 3 & 1\end{array}\right)\quad;\quad\mathbf B=2\cdot\mathbf A$$Beide sollen auf die Pyramide aus Teil (a) wirken und gesucht ist das Volumen der transformierten Pyramiden \(P_A\) und \(P_B\).
Wir schreiben die 3 aufspannenden Vektoren aus Teil (a) in eine Matrix, lassen die Matrix \(\mathbf A\) darauf wirken und berechnen das Volumen der transformierten Pyramide wie oben:
$$\small V(P_A)=\frac13\cdot\operatorname{det}\left(\mathbf A\cdot\begin{pmatrix}2 & 0 & 1\\0 & 2 & 1\\0 & 0 & 3\end{pmatrix}\right)=\frac13\operatorname{det}(\mathbf A)\cdot\operatorname{det}\begin{pmatrix}2 & 0 & 1\\0 & 2 & 1\\0 & 0 & 3\end{pmatrix}=\operatorname{det}(\mathbf A)\cdot V(P)$$Wir brauchen also das Volumen aus Teil (a) nur mit der Determinante von \(\mathbf A\) zu multiplizieren:$$\operatorname{det}(\mathbf A)=\operatorname{det}\left(\begin{array}{rrr}1 & 0 & 2\\1 & 0 & -5\\-2 & 3 & 1\end{array}\right)=-3\cdot(-5-2)=21$$Wir erhalten schließlich:$$V(P_A)=21\cdot4=84$$
Die Berechnung mit \(\mathbf B\) funktioniert analog. Wir brauchen sie aber gar nicht durchzuführen. Jede Zeile der Matrix \(B\) ist doppelt so groß wie die entsprechende Zeile in \(\mathbf A\). Bei der Berechnung der Determinante können wir daher aus jeder Zeile den Faktor \(2\) vor die Determinante ziehen, sodass$$\operatorname{det}(\mathbf B)=\operatorname{det}(2\cdot\mathbf A)=2^3\cdot\operatorname{det}(\mathbf A)=8\cdot21=168$$Damit ist das Volumen der durch \(\mathbf B\) transformierten Pyramide$$V(P_B)=168\cdot4=672$$