题目
设A、B都是n阶方阵,下面结论正确的是( )A. 若A、B均可逆,则A+B可逆B. 若A、B均可逆,则AB可逆C. 若A+B可逆,则A-B可逆D. 若A+B可逆,则A,B均可逆
设A、B都是n阶方阵,下面结论正确的是( )
A. 若A、B均可逆,则A+B可逆
B. 若A、B均可逆,则AB可逆
C. 若A+B可逆,则A-B可逆
D. 若A+B可逆,则A,B均可逆
题目解答
答案
B. 若A、B均可逆,则AB可逆
解析
考查要点:本题主要考查矩阵可逆性的性质,特别是矩阵加法与乘法对可逆性的影响。
解题核心思路:
- 矩阵加法不保持可逆性:即使两个矩阵均可逆,它们的和可能不可逆(如互为相反数的矩阵相加得到零矩阵)。
- 矩阵乘法保持可逆性:若两个矩阵均可逆,则它们的乘积一定可逆,且逆矩阵为各自逆矩阵的乘积反序。
- 逆矩阵的唯一性:若矩阵可逆,则其逆矩阵唯一,且乘积的逆矩阵等于逆矩阵的乘积反序。
破题关键点:
- 选项B的正确性依赖于可逆矩阵乘积的性质,而其他选项可通过构造反例排除。
选项A分析
结论:错误。
反例:设$A=I$(单位矩阵),$B=-I$,则$A+B=O$(零矩阵),显然不可逆。
选项B分析
结论:正确。
推导:
- 若$A$可逆,则存在$A^{-1}$,使得$AA^{-1}=A^{-1}A=I$。
- 若$B$可逆,则存在$B^{-1}$,使得$BB^{-1}=B^{-1}B=I$。
- 计算$(AB)(B^{-1}A^{-1})$:
$AB \cdot B^{-1}A^{-1} = A(BB^{-1})A^{-1} = AIA^{-1} = AA^{-1} = I$ - 同理,$(B^{-1}A^{-1})AB=I$,故$AB$可逆,且$(AB)^{-1}=B^{-1}A^{-1}$。
选项C分析
结论:错误。
反例:设$A=I$,$B=I$,则$A+B=2I$可逆,但$A-B=O$不可逆。
选项D分析
结论:错误。
反例:设$A=\begin{bmatrix}1&0\\0&0\end{bmatrix}$,$B=\begin{bmatrix}0&0\\0&1\end{bmatrix}$,则$A+B=I$可逆,但$A$和$B$均不可逆。