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数学
题目

6. (6.0分) 设A,B,C均为n阶方阵,则下列结论成立的是A 若A≠0,AB=AC,则B=CB 若|A|=0,|B|=0,则AB=0C 若|A|≠0,AB=AC,则B=CD 若AB=0,则|A|=0,且|B|=0

6. (6.0分) 设A,B,C均为n阶方阵,则下列结论成立的是 A 若A≠0,AB=AC,则B=C B 若|A|=0,|B|=0,则AB=0 C 若|A|≠0,AB=AC,则B=C D 若AB=0,则|A|=0,且|B|=0

题目解答

答案

为了确定哪个结论是成立的,我们需要分析每个选项的条件和结论,以及它们之间的逻辑关系。下面将逐一分析每个选项。 **选项A: 若 $ A \neq 0 $, $ AB = AC $,则 $ B = C $** 这个选项不成立。即使 $ A \neq 0 $ 且 $ AB = AC $,我们也不能直接得出 $ B = C $。因为 $ A $ 可能是奇异矩阵(即 $ \det(A) = 0 $),在这种情况下, $ A $ 没有逆矩阵,无法从 $ AB = AC $ 推出 $ B = C $。 **选项B: 若 $ |A| = 0 $, $ |B| = 0 $,则 $ AB = 0 $** 这个选项不成立。两个奇异矩阵(即行列式为零的矩阵)的乘积不一定为零矩阵。例如,考虑以下两个 2x2 矩阵: \[ A = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} 1 & -1 \\ -1 & 1 \end{pmatrix} \] 它们的行列式都是零,但它们的乘积为: \[ AB = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & -1 \\ -1 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix} \] 所以 $ AB = 0 $。但这个结论不具有普遍性,因此选项B不成立。 **选项C: 若 $ |A| \neq 0 $, $ AB = AC $,则 $ B = C $** 这个选项成立。如果 $ |A| \neq 0 $,则 $ A $ 是非奇异矩阵,即 $ A $ 有逆矩阵 $ A^{-1} $。因此,从 $ AB = AC $ 可以推出: \[ A^{-1}AB = A^{-1}AC \] \[ B = C \] 所以选项C成立。 **选项D: 若 $ AB = 0 $,则 $ |A| = 0 $ 且 $ |B| = 0 $** 这个选项不成立。两个矩阵的乘积为零矩阵,不一定意味着这两个矩阵都是奇异矩阵。例如,考虑以下两个 2x2 矩阵: \[ A = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \] 它们的乘积为: \[ AB = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix} \] 所以 $ AB = 0 $。但 $ A $ 的行列式为 $ 1 \times 0 - 0 \times 0 = 0 $ 且 $ B $ 的行列式为 $ 0 \times 1 - 0 \times 0 = 0 $。因此, $ A $ 和 $ B $ 中至少有一个是奇异矩阵,但不一定都是奇异矩阵。所以选项D不成立。 综上所述,正确的选项是 $\boxed{C}$。

解析

本题考查矩阵运算的性质,特别是行列式与矩阵可逆性的关系。解题的关键在于:

  1. 行列式非零是矩阵可逆的充要条件;
  2. 可逆矩阵在等式两边左乘右乘可消去;
  3. 零矩阵的乘积不必然导致所有因子矩阵行列式为零。

选项A

条件:$A \neq 0$,$AB = AC$
结论:$B = C$
分析:若$A$不可逆(即$|A|=0$),则无法通过消去$A$得到$B=C$。例如,取$A=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}$,$B=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}$,$C=\begin{pmatrix}0&0\\0&0\end{pmatrix}$,此时$AB=AC=0$,但$B \neq C$。因此选项A错误。

选项B

条件:$|A|=0$,$|B|=0$
结论:$AB=0$
分析:行列式为零仅说明矩阵不可逆,但乘积不一定为零矩阵。例如,取$A=\begin{pmatrix}1&1\\1&1\end{pmatrix}$,$B=\begin{pmatrix}1&-1\\-1&1\end{pmatrix}$,则$|A|=0$,$|B|=0$,但$AB=\begin{pmatrix}0&0\\0&0\end{pmatrix}$。然而,若取$A=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}$,$B=\begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix}$,则$AB=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix} \neq 0$。因此选项B错误。

选项C

条件:$|A| \neq 0$,$AB = AC$
结论:$B = C$
分析:由$|A| \neq 0$知$A$可逆,两边左乘$A^{-1}$得:
$A^{-1}AB = A^{-1}AC \implies B = C$
因此选项C正确。

选项D

条件:$AB = 0$
结论:$|A|=0$且$|B|=0$
分析:若$A$可逆($|A| \neq 0$),则$AB=0 \implies B=0$,此时$|B|=0$,但$|A| \neq 0$,与结论矛盾。因此选项D错误。

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