题目
已知C是n阶可逆矩阵,A是n阶正定矩阵,CAC^T也是正定矩阵.A 对B 错A. 对B. 错
已知C是n阶可逆矩阵,A是n阶正定矩阵,$CAC^{T}$也是正定矩阵.
A 对
B 错
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查正定矩阵的性质及合同变换下的正定性保持性。
解题核心思路:利用正定矩阵的定义,通过变量替换将二次型转化为已知正定矩阵的形式,从而证明新矩阵的正定性。
破题关键点:
- 正定矩阵的定义:对于任意非零向量$x$,二次型$x^T B x > 0$。
- 可逆矩阵的性质:若$C$可逆,则$C^T$也可逆,从而保证变量替换后向量的非零性。
- 合同变换:通过$C$将$A$变换为$CAC^T$,需验证变换后的二次型仍保持正定性。
设$B = CAC^T$,需证明$B$正定。
步骤1:任取非零向量$x$
令$y = C^T x$,由于$C$可逆,$C^T$亦可逆。若$x \neq 0$,则$y = C^T x \neq 0$(否则$C^T x = 0$与$C^T$可逆矛盾)。
步骤2:计算二次型$x^T B x$
$x^T B x = x^T (CAC^T) x = (C^T x)^T A (C^T x) = y^T A y.$
步骤3:利用$A$的正定性
因$A$正定且$y \neq 0$,故$y^T A y > 0$,从而$x^T B x > 0$。
结论:对任意非零$x$,$x^T B x > 0$,故$B = CAC^T$正定。