设A是3阶方阵,将A的第1列与第2列交换得B,再把B的第2列加到第3列得C,则满足AQ=C的可逆矩阵Q为()A. ⎛⎝⎜011100001⎞⎠⎟B. ⎛⎝⎜010100011⎞⎠⎟C. ⎛⎝⎜010101001⎞⎠⎟D. ⎛⎝⎜010100101⎞⎠⎟
设
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案
由题意:
从而:
故选:D.
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的初等列变换及其对应的初等矩阵乘法关系。关键在于理解列变换对应的初等矩阵构造方式,并正确进行矩阵乘法运算。
解题思路:
- 列变换的矩阵表示:交换两列对应交换初等矩阵,列加法对应元素加法的初等矩阵。
- 变换顺序:先交换第1、2列得到B,再对B进行第2列加到第3列得到C,需按顺序右乘对应的初等矩阵。
- 矩阵乘法:最终Q为两次初等矩阵的乘积,需正确计算乘积结果。
步骤1:构造初等矩阵E₁(交换列)
交换A的第1列与第2列,对应的初等矩阵E₁为:
$E₁ = \begin{pmatrix}0 & 1 & 0 \\1 & 0 & 0 \\0 & 0 & 1\end{pmatrix}$
此时有:B = A × E₁。
步骤2:构造初等矩阵E₂(列加法)
将B的第2列加到第3列,对应的初等矩阵E₂为:
$E₂ = \begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\0 & 1 & 0 \\0 & 1 & 1\end{pmatrix}$
此时有:C = B × E₂ = A × E₁ × E₂。
步骤3:计算Q = E₁ × E₂
通过矩阵乘法计算:
$Q = E₁ × E₂ = \begin{pmatrix}0 & 1 & 0 \\1 & 0 & 0 \\0 & 0 & 1\end{pmatrix}
×
\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\0 & 1 & 0 \\0 & 1 & 1\end{pmatrix}
=
\begin{pmatrix}0 & 1 & 0 \\1 & 0 & 0 \\0 & 1 & 1\end{pmatrix}$
对比选项,Q对应选项D。