题目
1.11设A= [ } 1& 2 -1& 0

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查矩阵的逆运算,包括2×2矩阵的逆、分块矩阵的逆,以及矩阵乘法的逆运算性质。
解题思路:
- 矩阵逆的计算:对于2×2矩阵,利用行列式和伴随矩阵求逆;注意行列式不为零时矩阵可逆。
- 分块矩阵的逆:若分块矩阵为对角分块且各子块可逆,则其逆矩阵由各子块的逆矩阵构成。
- 矩阵乘法的逆:利用性质 $(AB)^{-1} = B^{-1}A^{-1}$,避免直接计算 $AB$ 再求逆。
关键点:
- 行列式计算:确保行列式非零,矩阵可逆。
- 分块矩阵结构:分块对角矩阵的逆保持分块对角结构。
(1) 求 $A^{-1}$、$B^{-1}$、$(AB)^{-1}$
求 $A^{-1}$
矩阵 $A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ -1 & 0 \end{pmatrix}$:
- 计算行列式:$\det(A) = (1)(0) - (2)(-1) = 2$。
- 伴随矩阵:$\text{adj}(A) = \begin{pmatrix} 0 & -2 \\ 1 & 1 \end{pmatrix}$。
- 求逆:$A^{-1} = \frac{1}{2} \text{adj}(A) = \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{pmatrix}$。
求 $B^{-1}$
矩阵 $B = \begin{pmatrix} 2 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}$:
- 计算行列式:$\det(B) = (2)(1) - (1)(0) = 2$。
- 伴随矩阵:$\text{adj}(B) = \begin{pmatrix} 1 & -1 \\ 0 & 2 \end{pmatrix}$。
- 求逆:$B^{-1} = \frac{1}{2} \text{adj}(B) = \begin{pmatrix} \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} \\ 0 & 1 \end{pmatrix}$。
求 $(AB)^{-1}$
利用性质 $(AB)^{-1} = B^{-1}A^{-1}$:
- 计算 $B^{-1}A^{-1}$:
$B^{-1}A^{-1} = \begin{pmatrix} \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -\frac{1}{4} & -\frac{3}{4} \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{pmatrix}.$
(2) 求分块矩阵 $C^{-1}$
矩阵 $C = \begin{pmatrix} A & O \\ O & B \end{pmatrix}$:
- 分块对角矩阵的逆:若 $A$ 和 $B$ 可逆,则 $C^{-1} = \begin{pmatrix} A^{-1} & O \\ O & B^{-1} \end{pmatrix}$。
- 构造 $C^{-1}$:
$C^{-1} = \begin{pmatrix} 0 & -1 & 0 & 0 \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & 0 & 0 \\ 0 & 0 & \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}.$