题目
设A,B为n阶方阵,则 ((A+B))^2=(A)^2+2AB+(B)^2 的充要条件为 __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查矩阵乘法的运算性质,特别是矩阵乘法不满足交换律的特点,以及如何通过展开表达式寻找充要条件。
解题核心思路:
将左边$(A+B)^2$展开,与右边$A^2 + 2AB + B^2$对比,分析中间项的关系。关键在于发现交叉项$AB$与$BA$必须相等,从而得出矩阵$A$和$B$可交换的结论。
破题关键点:
- 展开左边表达式:利用矩阵乘法分配律展开$(A+B)^2$。
- 对比交叉项:将展开后的结果与题目给定的右边形式对比,发现$AB + BA$必须等于$2AB$。
- 推导条件:通过等式变形得出$AB = BA$,即$A$和$B$可交换。
步骤1:展开左边表达式
根据矩阵乘法的分配律,展开左边:
$(A+B)^2 = (A+B)(A+B) = A^2 + AB + BA + B^2$
步骤2:与右边对比
题目给出的右边为:
$A^2 + 2AB + B^2$
将两边对比,可得:
$A^2 + AB + BA + B^2 = A^2 + 2AB + B^2$
步骤3:分析交叉项
消去两边相同的项$A^2$和$B^2$,得到:
$AB + BA = 2AB$
进一步化简得:
$BA = AB$
结论:
当且仅当$AB = BA$时,即矩阵$A$和$B$可交换,原等式成立。