题目
2.设A= =(} 1& 1& 1 0& 1& 1 0& 0& 1-AB=E, 其中E是三阶单位矩阵,求矩阵B·

题目解答
答案

解析
本题主要考查矩阵方程的求解,关键是利用矩阵运算性质和逆矩阵的知识。
步骤1:整理矩阵方程
已知$A^2 - AB = E$,提取公因式$A$得:
$A(A - B) = E$
步骤2:判断矩阵$A$的可逆性
矩阵$A$是三阶上三角矩阵,主对角线元素均为1,行列式$\det(A) = 1 \times 1 \times 1 = 1 \neq 0$,故$A$可逆。
步骤3:求解$A - B$
在等式$A(A - B) = E$两边左乘$A^{-1}$,得:
$A - B = A^{-1}E = A^{-1}$
步骤4:计算$A^{-1}$
上三角矩阵的逆矩阵仍为上三角矩阵,且主对角线元素为原矩阵主对角线元素的倒数(此处均为1)。设$A^{-1} = \begin{pmatrix}1 & a & b \\ 0 & 1 & c \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$,通过$AA^{-1} = E$验证:
- 二阶12: $1 \cdot a + 1 \cdot 1 = 0 \Rightarrow a = -1$
- u13: $1 \cdot b + 1 \cdot c + 1 \cdot 1 = 0$,u23: $1 \cdot c + 1 \cdot 1 = 0 \Rightarrow c = -1$,代入得$b = 0$
故$A^{-1} = \begin{pmatrix}1 & -1 & 0 \\ 0 & 1 & -1 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix}$。
步骤5:求$B$
由$A - B = A^{-1}$得$B = A - A^{-1}$:
$B = \begin{pmatrix}1 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} - \begin{pmatrix}1 & -1 & 0 \\ 0 & 1 & -1 \\ 0 & 0 & 1\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}0 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0\end{pmatrix}$