题目
15/29 单选题(2.5分) 设A是三阶方阵,|A|=0,则A^*必有特征值()A. 1B. 0C. 3D. 2
15/29 单选题(2.5分) 设A是三阶方阵,|A|=0,则$A^{*}$必有特征值()
A. 1
B. 0
C. 3
D. 2
题目解答
答案
B. 0
解析
考查要点:本题主要考查伴随矩阵的性质及其特征值的关系,结合矩阵秩的性质进行推导。
解题核心思路:
- 伴随矩阵与原矩阵的关系:利用公式 $A \cdot A^{*} = |A|\mathbf{I}$,结合已知条件 $|A|=0$,得出 $A \cdot A^{*} = \mathbf{0}$。
- 秩的分析:若 $|A|=0$,则 $A$ 不可逆,其秩 $r(A) \leq 2$。根据伴随矩阵的秩性质:
- 当 $r(A) < n-1$($n=3$)时,$r(A^{*})=0$,即 $A^{*}$ 为零矩阵,所有特征值均为 $0$;
- 当 $r(A)=n-1$ 时,$r(A^{*})=1$,此时 $A^{*}$ 有一个非零特征值,其余为 $0$。
- 必然性结论:无论 $A$ 的具体秩如何,$A^{*}$ 的特征值中至少存在一个 $0$。
关键推导步骤
-
公式推导:
由伴随矩阵的定义,$A \cdot A^{*} = |A|\mathbf{I}$。
代入 $|A|=0$,得 $A \cdot A^{*} = \mathbf{0}$,说明 $A^{*}$ 的列向量均属于 $A$ 的零空间。 -
秩的讨论:
- 若 $r(A) \leq 1$,则 $r(A^{*})=0$,即 $A^{*} = \mathbf{0}$,所有特征值为 $0$;
- 若 $r(A)=2$,则 $r(A^{*})=1$,此时 $A^{*}$ 的秩为 $1$,存在一个非零特征值,但其余两个特征值必为 $0$。
-
必然性结论:
无论 $A$ 的秩如何,只要 $|A|=0$,$A^{*}$ 的特征值中至少有一个 $0$,因此选项 B 正确。