题目
设A是n阶方阵,满足A^2=E,则________.A. A的行列式为1B. A-E,A+E不同时可逆C. A的伴随矩阵A^*=A^-1D. A的特征值全是1
设$A$是$n$阶方阵,满足$A^2=E$,则________.
A. $A$的行列式为1
B. $A-E,A+E$不同时可逆
C. $A$的伴随矩阵$A^*=A^{-1}$
D. $A$的特征值全是1
题目解答
答案
B. $A-E,A+E$不同时可逆
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的性质,特别是满足$A^2=E$的方阵$A$的相关性质,涉及行列式、可逆性、伴随矩阵及特征值等知识点。
解题核心思路:
- 利用$A^2=E$推导$A$的逆矩阵:由$A^2=E$可得$A^{-1}=A$。
- 分析选项的关键矛盾:
- 选项B:通过计算$(A-E)(A+E)$的乘积,发现其结果为零矩阵,从而推导出$A-E$和$A+E$不可能同时可逆。
- 选项C:结合伴随矩阵公式$A^*=|A|A^{-1}$,分析$|A|$的可能取值对结论的影响。
- 选项A和D:通过行列式性质及特征值方程排除。
破题关键点:
- 矩阵乘积的性质:若两矩阵乘积为零矩阵,则至少有一个不可逆。
- 行列式的平方性质:$|A|^2=1$,故$|A|=1$或$-1$,而非固定为1。
选项分析
选项A:$A$的行列式为1
由$A^2=E$,得$|A|^2=|E|=1$,故$|A|=1$或$-1$。因此,行列式不一定是1,选项A错误。
选项B:$A-E$和$A+E$不同时可逆
计算$(A-E)(A+E)$:
$(A-E)(A+E) = A^2 - E = E - E = 0$
若$A-E$和$A+E$同时可逆,则它们的乘积也应可逆,但零矩阵不可逆,矛盾。因此,选项B正确。
选项C:$A^*=A^{-1}$
伴随矩阵公式为$A^*=|A|A^{-1}$。由$A^{-1}=A$,得$A^*=|A|A$。
- 若$|A|=1$,则$A^*=A=A^{-1}$,成立。
- 若$|A|=-1$,则$A^*=-A \neq A^{-1}$(除非$A=0$,但$A^2=E$矛盾)。
因此,选项C不一定成立,错误。
选项D:$A$的特征值全是1
由$A^2=E$,特征值$\lambda$满足$\lambda^2=1$,即$\lambda=1$或$-1$。因此,特征值不全是1,选项D错误。