5.[单选题]设A,B均为n阶方阵,则等式()成立.A. AB=BAB. |AB|=|BA|C. (AB)′=A′B′D. |A+B|=|A|+|B|
A. AB=BA
B. |AB|=|BA|
C. (AB)′=A′B′
D. |A+B|=|A|+|B|
题目解答
答案
解析
本题考查矩阵运算的基本性质,包括矩阵乘法的交换律、行列式的性质以及转置的性质。解题的关键在于:
- 矩阵乘法不满足交换律,即一般情况下$AB \neq BA$;
- 行列式的乘积性质:$|AB| = |A||B|$,而$|BA| = |B||A|$,因此$|AB| = |BA|$;
- 转置的运算规则:$(AB)' = B'A'$,而非$A'B'$;
- 行列式的非线性性质:$|A+B|$一般不等于$|A| + |B|$。
选项分析
选项A:$AB = BA$
矩阵乘法不满足交换律。例如,取$A = \begin{pmatrix}1 & 0 \\ 0 & 2\end{pmatrix}$,$B = \begin{pmatrix}0 & 1 \\ 1 & 0\end{pmatrix}$,可计算得$AB = \begin{pmatrix}0 & 1 \\ 2 & 0\end{pmatrix}$,而$BA = \begin{pmatrix}2 & 0 \\ 0 & 1\end{pmatrix}$,显然$AB \neq BA$。因此选项A错误。
选项B:$|AB| = |BA|$
根据行列式的性质,$|AB| = |A||B|$,同理$|BA| = |B||A|$。由于乘法交换律在标量中成立,故$|A||B| = |B||A|$,因此$|AB| = |BA|$。选项B正确。
选项C:$(AB)' = A'B'$
转置的运算规则为$(AB)' = B'A'$,而选项中写成$A'B'$,除非$A$和$B$满足特殊条件(如对称矩阵),否则一般不成立。例如,取$A = \begin{pmatrix}1 & 2 \\ 3 & 4\end{pmatrix}$,$B = \begin{pmatrix}5 & 6 \\ 7 & 8\end{pmatrix}$,计算可得$(AB)' \neq A'B'$。因此选项C错误。
选项D:$|A+B| = |A| + |B|$
行列式对加法没有线性性质。例如,取$A = I$(单位矩阵),$B = I$,则$|A+B| = |2I| = 2^n$($n$为阶数),而$|A| + |B| = 1 + 1 = 2$,显然不等。因此选项D错误。