题目
20. (5.0分) 设矩阵A,B均为n阶矩阵,则其乘积的转置满足运算律 (AB)^T=B^TA^T.A 对B 错
20. (5.0分) 设矩阵A,B均为n阶矩阵,则其乘积的转置满足运算律 $(AB)^{T}=B^{T}A^{T}.$
A 对
B 错
题目解答
答案
为了确定矩阵乘积的转置的运算律 $(AB)^T = B^T A^T$ 是否正确,我们需要理解矩阵转置的性质。矩阵 $A$ 的转置,记作 $A^T$,是通过将 $A$ 的行变为列,列变为行得到的矩阵。
让我们考虑两个 $n \times n$ 矩阵 $A$ 和 $B$。乘积 $AB$ 也是一个 $n \times n$ 矩阵。乘积 $AB$ 的转置,记作 $(AB)^T$,是通过将 $AB$ 的行变为列,列变为行得到的矩阵。
根据矩阵转置的性质,我们有以下恒等式:
\[
(AB)^T = B^T A^T.
\]
这个恒等式表明,两个矩阵乘积的转置等于它们的转置的乘积,但顺序相反。
为了理解为什么这个恒等式成立,让我们考虑矩阵 $A$ 和 $B$ 的元素。设 $A = [a_{ij}]$ 和 $B = [b_{ij}]$。乘积 $AB$ 的元素由下式给出:
\[
(AB)_{ij} = \sum_{k=1}^n a_{ik} b_{kj}.
\]
乘积 $AB$ 的转置的元素为:
\[
((AB)^T)_{ij} = (AB)_{ji} = \sum_{k=1}^n a_{jk} b_{ki}.
\]
现在,让我们考虑乘积 $B^T A^T$。矩阵 $B^T$ 的元素为 $b_{ji}$,矩阵 $A^T$ 的元素为 $a_{ji}$。乘积 $B^T A^T$ 的元素为:
\[
(B^T A^T)_{ij} = \sum_{k=1}^n (B^T)_{ik} (A^T)_{kj} = \sum_{k=1}^n b_{ki} a_{jk}.
\]
我们看到 $(AB)^T$ 的元素与 $B^T A^T$ 的元素相同。因此,我们有:
\[
(AB)^T = B^T A^T.
\]
因此,矩阵乘积的转置的运算律是正确的。
答案是 $\boxed{\text{A}}$。
解析
本题考察矩阵乘积的转置运算律。核心是验证$(AB)^T$是否等于$B^T A^T$,具体思路如下:
步骤1:明确矩阵转置与乘积的定义
- 矩阵$A$的转置$A^T$::行变列、列变行,即$(A^T)_{ij}=a_{ji}$。
- 矩阵乘积乘积$AB$的元素:$(AB)_{ij}=\sum_{k=1}^n a_{ik}b_{kj}$。
步骤2:计算$(AB)^T$的元素
$(AB)^T$的$(i,j)$元素等于$AB$的$(j,i)$元素:
$(AB)^T)_{ij}=(AB)_{ji}=\sum_{k=1}^n a_{jk}b_{ki}$
步骤3:计算$B^T A^T$的元素
- $B^T$的$(i,k)$元素:$(B^T)_{ik}=b_{ki}$;
- $现在当前思考budget已用完,现在将直接开始回答问题。\(A^T$的$(k,j)$元素:$(A^T)_{kj}=a_{jk}$;
- 乘积$B^T A^T$的$(i,j)$元素:
$(B^T A^T)_{ij}=\sum_{k=1}^n (B^T)_{ik}(A^T)_{kj}=\sum_{k=1}^n b_{ki}a_{jk}$
步骤4:对比元素结论
由于$(AB)^T)_{ij}=(B^T A^T)_{ij}$对所有$i,j$成立,故$(AB)^T=B^T A^T$,运算律正确。