题目
A,B均为n阶矩阵,若 (A+B)(A-B)=(A)^2-(B)^2 成立,则A,B必须满足[ ].-|||-(A) =1 或 =1 (B) A=0 或 B=0-|||-(C) A=B (D) AB=BA
题目解答
答案
解析
步骤 1:展开 $(A+B)(A-B)$
根据矩阵乘法的分配律,我们有 $(A+B)(A-B) = A(A-B) + B(A-B) = A^2 - AB + BA - B^2$。
步骤 2:比较 $(A+B)(A-B)$ 和 ${A}^{2}-{B}^{2}$
根据题目条件,$(A+B)(A-B) = A^2 - AB + BA - B^2 = A^2 - B^2$。因此,$-AB + BA = 0$,即 $AB = BA$。
步骤 3:分析选项
(A) $A=1$ 或 $B=1$:这并不是必要条件,因为即使 $A$ 和 $B$ 都不是单位矩阵,只要它们可交换,条件也能成立。
(B) A=0 或 B=0:这也不是必要条件,因为即使 $A$ 和 $B$ 都不是零矩阵,只要它们可交换,条件也能成立。
(C) A=B:这也不是必要条件,因为即使 $A$ 和 $B$ 不相等,只要它们可交换,条件也能成立。
(D) AB=BA:这是必要条件,因为只有当 $A$ 和 $B$ 可交换时,$(A+B)(A-B) = A^2 - B^2$ 才能成立。
根据矩阵乘法的分配律,我们有 $(A+B)(A-B) = A(A-B) + B(A-B) = A^2 - AB + BA - B^2$。
步骤 2:比较 $(A+B)(A-B)$ 和 ${A}^{2}-{B}^{2}$
根据题目条件,$(A+B)(A-B) = A^2 - AB + BA - B^2 = A^2 - B^2$。因此,$-AB + BA = 0$,即 $AB = BA$。
步骤 3:分析选项
(A) $A=1$ 或 $B=1$:这并不是必要条件,因为即使 $A$ 和 $B$ 都不是单位矩阵,只要它们可交换,条件也能成立。
(B) A=0 或 B=0:这也不是必要条件,因为即使 $A$ 和 $B$ 都不是零矩阵,只要它们可交换,条件也能成立。
(C) A=B:这也不是必要条件,因为即使 $A$ 和 $B$ 不相等,只要它们可交换,条件也能成立。
(D) AB=BA:这是必要条件,因为只有当 $A$ 和 $B$ 可交换时,$(A+B)(A-B) = A^2 - B^2$ 才能成立。