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数学
题目

设A , B 均为n 阶矩阵,已知A 等价于B ,则下列说法错误的是 ( )A. |A|=0 Leftrightarrow |B|=0B. A 可逆Leftrightarrow B 可逆C. 存在可逆矩阵P ,使得PA=BD. 存在可逆矩阵P,Q,使PAQ=B

设A , B 均为n 阶矩阵,已知A 等价于B ,则下列说法错误的是 ( )

A. $|A|=0 \Leftrightarrow |B|=0$

B. A 可逆$\Leftrightarrow$ B 可逆

C. 存在可逆矩阵P ,使得$PA=B$

D. 存在可逆矩阵P,Q,使$PAQ=B$

题目解答

答案

C. 存在可逆矩阵P ,使得$PA=B$

解析

矩阵等价的定义是存在可逆矩阵$P$和$Q$,使得$PAQ = B$。本题需结合等价矩阵的性质,判断选项中哪一说法不成立。关键点在于:

  1. 等价矩阵的秩相等,因此行列式为零的充要条件成立;
  2. 可逆性由秩决定,若$A$可逆则$B$必可逆;
  3. 选项C仅涉及单边可逆矩阵作用,而等价需同时考虑行、列变换,因此可能不成立;
  4. 选项D符合等价定义,必然正确。

选项分析

A. $|A|=0 \Leftrightarrow |B|=0$

  • 正确。等价矩阵秩相等,若$|A|=0$,则$A$秩不足$n$,故$B$秩也不足$n$,$|B|=0$;反之亦然。

B. A可逆$\Leftrightarrow$ B可逆

  • 正确。若$A$可逆,则存在$P$和$Q$使$PAQ=B$,两边左乘$P^{-1}$、右乘$Q^{-1}$得$A = P^{-1}BQ^{-1}$,故$B$可逆。反之同理。

C. 存在可逆矩阵$P$,使得$PA=B$

  • 错误。矩阵等价需同时进行行、列变换(即$PAQ=B$),仅通过左乘$P$无法实现所有等价关系。例如,若$A=I$,$B$为交换两行后的矩阵,则需右乘列变换矩阵$Q$,单边左乘无法实现。

D. 存在可逆矩阵$P,Q$,使$PAQ=B$

  • 正确。此为矩阵等价的定义,必然成立。

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