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数学
题目

设A为n阶可逆矩阵,则下面各式恒正确的是() ()-|||-A ([ {({A)^T)}^T] }^-1=([ {({A)^-1)}^T] }^T-|||-B ((2A))^-1=2(A)^-1-|||-C ([ {({A)^-1)}^-1] }^T=([ {({A)^T)}^T] }^-1-|||-D |2A|=2|(A)^2|

题目解答

答案

解析

本题主要考查矩阵运算的基本性质,包括转置、逆矩阵和行列式的运算规则。解题的关键在于:

  1. 转置运算的性质:$(A^T)^T = A$;
  2. 逆矩阵与转置的关系:$(A^{-1})^T = (A^T)^{-1}$;
  3. 行列式的性质:$|kA| = k^n |A|$($n$为矩阵阶数),以及$|A^2| = |A|^2$。

通过逐项分析各选项是否满足上述性质,即可判断正确答案。

选项A:$[({A}^{T})^{T}]^{-1} = [({A}^{-1})^{T}]^{T}$

  • 左边化简:$[({A}^{T})^{T}]^{-1} = A^{-1}$(因为转置两次后仍为原矩阵)。
  • 右边化简:$[({A}^{-1})^{T}]^{T} = (A^{-1})^T$的转置,即$(A^{-1})^T = (A^T)^{-1}$,再转置后仍为$A^{-1}$。
  • 结论:左右两边相等,选项A正确。

选项B:$(2A)^{-1} = 2A^{-1}$

  • 正确公式:$(kA)^{-1} = \frac{1}{k}A^{-1}$($k \neq 0$)。
  • 左边化简:$(2A)^{-1} = \frac{1}{2}A^{-1}$。
  • 结论:选项B中等式右边为$2A^{-1}$,与正确结果不符,选项B错误。

选项C:$[({A}^{-1})^{-1}]^{T} = [({A}^{T})^{T}]^{-1}$

  • 左边化简:$[({A}^{-1})^{-1}]^{T} = A^T$(因为$(A^{-1})^{-1} = A$)。
  • 右边化简:$[({A}^{T})^{T}]^{-1} = A^{-1}$。
  • 结论:除非$A$是正交矩阵(即$A^T = A^{-1}$),否则等式不成立,选项C错误。

选项D:$|2A| = 2|A^2|$

  • 左边化简:$|2A| = 2^n |A|$($n$为矩阵阶数)。
  • 右边化简:$2|A^2| = 2|A|^2$。
  • 结论:除非$n=1$或$|A|=1$,否则等式不成立,选项D错误。

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