题目
(2)下列说法正确的是 ()-|||-(A)若 ^2=0 ,则 A=0-|||-(B)若 ^2=A ,则 A=0 或 A=E-|||-(C)若 AX=AY ,且 neq 0 ,则 =y-|||-(D)若 AB=BA ,则 ((A+B))^2=(A)^2+2AB+(B)^2

题目解答
答案
D. 若 AB=BA ,则 ${(A+B)}^{2}={A}^{2}+2AB+{B}^{2}$
解析
本题考查矩阵运算的基本性质,需逐一分析各选项的正确性:
- 选项A:矩阵平方为零矩阵时,原矩阵未必为零矩阵(存在“幂零矩阵”);
- 选项B:幂等矩阵(满足$A^2=A$)不只有零矩阵和单位矩阵;
- 选项C:矩阵方程$AX=AY$中,$A \neq 0$不能保证$X=Y$(需$A$可逆);
- 选项D:当$AB=BA$时,矩阵乘法满足分配律,展开后成立。
选项A分析
若$A^2=0$,则$A$称为幂零矩阵。例如:
$A = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}, \quad A^2 = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}$
显然$A \neq 0$,但$A^2=0$,故选项A错误。
选项B分析
若$A^2=A$,则$A$是幂等矩阵。例如:
$A = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}, \quad A^2 = A$
但$A$既不是零矩阵也不是单位矩阵,故选项B错误。
选项C分析
若$AX=AY$且$A \neq 0$,但$A$可能不可逆。例如:
$A = \begin{pmatrix} 1 & 1 \end{pmatrix}, \quad X = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad Y = \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \end{pmatrix}$
此时$AX=AY=1$,但$X \neq Y$,故选项C错误。
选项D分析
若$AB=BA$,则:
$(A+B)^2 = A^2 + AB + BA + B^2 = A^2 + 2AB + B^2$
等式成立,故选项D正确。