题目
设 A,B 均为 n 阶方矩阵,则必有()。 A. |A + B| = |A| + |B|B. AB = BAC. |AB| = |BA|D. |A|^2 = |B|^2
设 $A$,$B$ 均为 n 阶方矩阵,则必有()。
- A. $|A + B| = |A| + |B|$
- B. $AB = BA$
- C. $|AB| = |BA|$
- D. $|A|^2 = |B|^2$
题目解答
答案
为了确定给定的关于 $n$ 阶方矩阵 $A$ 和 $B$ 的陈述中哪一个是正确的,让我们逐步分析每个选项。
**选项 A: $|A+B| = |A| + |B|$**
这个陈述是关于两个矩阵之和的行列式等于它们的行列式之和。然而,行列式并不具有这样的性质。例如,考虑 $1 \times 1$ 矩阵 $A = [1]$ 和 $B = [2]$。那么 $A + B = [3]$,行列式为 $|A+B| = 3$,而 $|A| = 1$ 和 $|B| = 2$,所以 $|A| + |B| = 3$。在这个特定情况下,它成立,但通常对于较大的矩阵,它不成立。例如,如果 $A = \begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}$ 和 $B = \begin{bmatrix} -1 & 0 \\ 0 & -1 \end{bmatrix}$,那么 $A + B = \begin{bmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{bmatrix}$,行列式为 $|A+B| = 0$,而 $|A| = 1$ 和 $|B| = 1$,所以 $|A| + |B| = 2$。因此,这个陈述一般不成立。
**选项 B: $AB = BA$**
这个陈述是关于矩阵乘法的交换性。然而,矩阵乘法通常不具有交换性。例如,考虑矩阵 $A = \begin{bmatrix} 1 & 1 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}$ 和 $B = \begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 1 \end{bmatrix}$。那么 $AB = \begin{bmatrix} 2 & 1 \\ 1 & 1 \end{bmatrix}$ 和 $BA = \begin{bmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 2 \end{bmatrix}$。由于 $AB \neq BA$,这个陈述一般不成立。
**选项 C: $|AB| = |BA|$**
这个陈述是关于两个矩阵乘积的行列式。行列式的一个重要性质是对于任何两个 $n$ 阶方矩阵 $A$ 和 $B$,有 $|AB| = |A||B|$ 和 $|BA| = |B||A|$。由于乘法的行列式是可交换的,我们有 $|A||B| = |B||A|$,因此 $|AB| = |BA|$。这个陈述总是成立的。
**选项 D: $|A|^2 = |B|^2$**
这个陈述是关于矩阵 $A$ 和 $B$ 的行列式的平方。没有理由两个任意矩阵的行列式的平方应该相等。例如,如果 $A = \begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}$ 和 $B = \begin{bmatrix} 2 & 0 \\ 0 & 2 \end{bmatrix}$,那么 $|A| = 1$ 和 $|B| = 4$,所以 $|A|^2 = 1$ 和 $|B|^2 = 16$。因此,这个陈述一般不成立。
根据分析,正确答案是 $\boxed{C}$。