题目
29.设n阶矩阵A和B满足 +2B=AB.-|||-(1)证明: A-2E 为可逆矩阵,其中E为n阶单位矩阵;-|||-(2)证明: AB=BA ;-|||-1 2 0-|||-(3)已知B= -1 2 0 求矩阵A.-|||-0 0 3

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查矩阵方程的变形、可逆矩阵的判定、矩阵乘法的交换性以及矩阵方程的求解。
解题思路:
- 第(1)题:通过将原方程变形,构造出形如$(A-2E)C=E$的等式,从而直接得出$A-2E$可逆。
- 第(2)题:利用第(1)题中得到的逆矩阵关系,通过验证乘法交换性来证明$AB=BA$。
- 第(3)题:结合第(1)题的结论,通过求逆矩阵并代入具体数值矩阵,逐步计算得到矩阵$A$。
第(1)题
关键步骤:
- 将原方程$A+2B=AB$变形为$AB - A - 2B = 0$。
- 因式分解:$AB - A - 2B + 2E = 2E$,即$(A-2E)(B-E) = 2E$。
- 两边同乘$\frac{1}{2}$得:$(A-2E) \cdot \frac{1}{2}(B-E) = E$,说明$A-2E$可逆,其逆矩阵为$\frac{1}{2}(B-E)$。
第(2)题
关键步骤:
- 由第(1)题知$(A-2E)^{-1} = \frac{1}{2}(B-E)$。
- 验证交换性:
$(A-2E) \cdot \frac{1}{2}(B-E) = \frac{1}{2}(B-E) \cdot (A-2E) = E$
展开后可得$AB = BA$。
第(3)题
关键步骤:
- 由$(A-2E)^{-1} = \frac{1}{2}(B-E)$,得$A = 2(B-E)^{-1} + 2E$。
- 计算$(B-E)^{-1}$:
$B-E = \begin{bmatrix} 0 & 2 & 0 \\ -1 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \end{bmatrix}, \quad (B-E)^{-1} = \begin{bmatrix} \frac{1}{2} & -1 & 0 \\ \frac{1}{2} & 0 & 0 \\ 0 & 0 & \frac{1}{2} \end{bmatrix}$ - 代入求$A$:
$A = 2 \cdot (B-E)^{-1} + 2E = \begin{bmatrix} 3 & -2 & 0 \\ 1 & 2 & 0 \\ 0 & 0 & 3 \end{bmatrix}$