题目
8.设A是秩为r的n阶矩阵,E,为r阶单位矩阵,O为零矩阵,则下列命题不正确的是-|||-A.存在秩为 n-r 的n阶矩阵B使得 =0 。-|||-B.存在秩为 n-r 的n阶矩阵C使得 =0 。-|||-C.存在秩为r的n阶矩阵B与C使得CAB= (} (E)_(r)& O O& O ) .

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查矩阵的秩、矩阵乘法的秩性质、齐次线性方程组解空间的结构,以及矩阵的等价分解。
解题核心思路:
- 选项A、B:利用齐次方程组解空间的维数构造矩阵,使得乘积为零矩阵。
- 选项C:通过矩阵的等价分解定理,构造可逆矩阵实现标准形。
- 选项D:通过秩的性质分析矛盾,得出无法保证存在性。
破题关键点:
- 秩与解空间的关系:矩阵秩为$r$时,齐次方程组解空间的维数为$n-r$。
- 秩的不等式性质:乘积矩阵的秩不超过任一因子的秩。
- 矛盾分析:若选项D成立,则需$r \leq n-r$,但题目未给出此条件,故D不成立。
选项A
关键思路:
齐次方程组$Ax=0$的基础解系含$n-r$个解向量,将这些解作为矩阵$B$的列,则$AB=0$,且$r(B)=n-r$。因此选项A正确。
选项B
关键思路:
$A^T$的秩也为$r$,同理存在秩为$n-r$的矩阵$C$,使得$CA=0$(构造$C^T$为$A^T$的解空间基底)。因此选项B正确。
选项C
关键思路:
根据矩阵等价定理,存在可逆矩阵$P$和$Q$,使得$PAQ = \begin{pmatrix} E_r & O \\ O & O \end{pmatrix}$。取$C=P^{-1}$,$B=Q^{-1}$,则$CAB=PAQ$,且$r(C)=r(B)=r$。因此选项C正确。
选项D
关键矛盾:
若存在秩为$n-r$的$B$和$C$,则$r(CAB) \leq \min\{r(C), r(B)\} = n-r$。但目标矩阵$\begin{pmatrix} E_r & O \\ O & O \end{pmatrix}$的秩为$r$,需满足$r \leq n-r$,即$n \geq 2r$。题目未限定$n \geq 2r$,故选项D不成立。