4.设A=(}1&21&3),则下列命题正确的是( )A. AB=BAB. (A+B)^2=A^2+2AB+B^2C. (A+B)(A-B)=A^2-B^2D. AB≠BA
A. AB=BA
B. $(A+B)^2=A^2+2AB+B^2$
C. $(A+B)(A-B)=A^2-B^2$
D. AB≠BA
题目解答
答案
解析
本题主要考查矩阵的乘法运算性质,特别是矩阵乘法不满足交换律的特点。解题的关键在于:
- 验证选项A和D:通过实际计算AB和BA,判断是否相等;
- 验证选项B和C:需展开左边和右边的表达式,比较是否相等;
- 注意矩阵运算与数的不同:矩阵乘法不满足交换律,且平方展开时需逐项计算。
选项A和D的验证
计算$AB$和$BA$:
$AB = \begin{pmatrix}1&2\\1&3\end{pmatrix}\begin{pmatrix}1&0\\1&2\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}3&4\\4&6\end{pmatrix}, \quad BA = \begin{pmatrix}1&0\\1&2\end{pmatrix}\begin{pmatrix}1&2\\1&3\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1&2\\3&8\end{pmatrix}$
显然$AB \neq BA$,故A错误,D正确。
选项B的验证
计算$(A+B)^2$和$A^2 + 2AB + B^2$:
$A+B = \begin{pmatrix}2&2\\2&5\end{pmatrix}, \quad (A+B)^2 = \begin{pmatrix}8&14\\14&29\end{pmatrix}$
$A^2 = \begin{pmatrix}3&8\\4&11\end{pmatrix}, \quad B^2 = \begin{pmatrix}1&0\\3&4\end{pmatrix}, \quad 2AB = \begin{pmatrix}6&8\\8&12\end{pmatrix}$
$A^2 + 2AB + B^2 = \begin{pmatrix}10&16\\15&27\end{pmatrix} \neq (A+B)^2$
故B错误。
选项C的验证
计算$(A+B)(A-B)$和$A^2 - B^2$:
$A-B = \begin{pmatrix}0&2\\0&1\end{pmatrix}, \quad (A+B)(A-B) = \begin{pmatrix}0&6\\0&9\end{pmatrix}$
$A^2 - B^2 = \begin{pmatrix}2&8\\1&7\end{pmatrix} \neq (A+B)(A-B)$
故C错误。