AB=2A+B,AB=2A+B,则AB=2A+BA.AB=2A+BB.AB=2A+BC.AB=2A+BD.AB=2A+B
,
,则
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案
本题中,已知,即
,即
,即
,因此有
,因为
,令
,因此
,求逆矩阵:
,则
,从而
,从而
,从而其逆矩阵求解为:
所以。
故ACD错误,B正确,答案为:B。
解析
考查要点:本题主要考查矩阵方程的变形、逆矩阵的求解以及矩阵运算的应用。
解题思路:
- 方程变形:将已知方程 $AB=2A+B$ 变形为 $A(B-2E)=B$,进而解出 $A$ 的表达式。
- 逆矩阵求解:通过构造增广矩阵,利用行变换求出 $(B-2E)^{-1}$,从而得到矩阵 $A$。
- 目标矩阵求逆:计算 $A-E$ 并求其逆矩阵,最终匹配选项。
关键点:
- 矩阵方程的变形需注意矩阵乘法的顺序。
- 逆矩阵的求解需熟练掌握行变换法或伴随矩阵法。
- 符号处理需谨慎,避免行列式计算错误。
方程变形与矩阵求解
-
方程变形:
由 $AB=2A+B$,移项得 $AB-2A=B$,提取公因子 $A$,得:
$A(B-2E)=B$
两边右乘 $(B-2E)^{-1}$,得:
$A = B(B-2E)^{-1}$ -
计算 $B-2E$:
$B-2E = \begin{pmatrix}2&1\\2&2\end{pmatrix} - \begin{pmatrix}2&0\\0&2\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}0&1\\2&0\end{pmatrix}$ -
求 $(B-2E)^{-1}$:
构造增广矩阵并进行行变换:
$\left[\begin{array}{cc|cc}0&1&1&0\\2&0&0&1\end{array}\right] \xrightarrow{r_1 \leftrightarrow r_2} \left[\begin{array}{cc|cc}2&0&0&1\\0&1&1&0\end{array}\right] \xrightarrow{\frac{1}{2}r_1} \left[\begin{array}{cc|cc}1&0&0&\frac{1}{2}\\0&1&1&0\end{array}\right]$
因此,$(B-2E)^{-1} = \begin{pmatrix}0&\frac{1}{2}\\1&0\end{pmatrix}$。 -
计算 $A$:
$A = B(B-2E)^{-1} = \begin{pmatrix}2&1\\2&2\end{pmatrix} \begin{pmatrix}0&\frac{1}{2}\\1&0\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1&1\\2&1\end{pmatrix}$
求 $(A-E)^{-1}$
-
计算 $A-E$:
$A-E = \begin{pmatrix}1&1\\2&1\end{pmatrix} - \begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}0&1\\2&0\end{pmatrix}$ -
求逆矩阵:
构造增广矩阵并进行行变换:
$\left[\begin{array}{cc|cc}0&1&1&0\\2&0&0&1\end{array}\right] \xrightarrow{r_1 \leftrightarrow r_2} \left[\begin{array}{cc|cc}2&0&0&1\\0&1&1&0\end{array}\right] \xrightarrow{\frac{1}{2}r_1} \left[\begin{array}{cc|cc}1&0&0&\frac{1}{2}\\0&1&1&0\end{array}\right]$
因此,$(A-E)^{-1} = \begin{pmatrix}0&\frac{1}{2}\\1&0\end{pmatrix}$,对应选项 B。