0 3 3-|||-设A= 1 1 0 , AB=A+2B ,求B。-|||--1 2 3

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查矩阵方程的求解,涉及矩阵运算、逆矩阵的求解以及方程变形能力。
解题核心思路:
- 方程变形:将原方程 $AB = A + 2B$ 整理为 $(A - 2I)B = A$,其中 $I$ 是单位矩阵。
- 逆矩阵应用:若矩阵 $A - 2I$ 可逆,则 $B = (A - 2I)^{-1}A$。
- 行变换求逆:通过增广矩阵 $(A - 2I \mid E)$ 进行行变换求逆矩阵。
破题关键:
- 正确变形方程,分离出 $B$。
- 验证 $A - 2I$ 是否可逆(题目隐含可逆)。
- 准确执行行变换,确保逆矩阵计算无误。
步骤1:方程变形
原方程 $AB = A + 2B$,移项得:
$AB - 2B = A \implies (A - 2I)B = A$
其中 $I$ 为三阶单位矩阵。
步骤2:构造增广矩阵求逆
需计算 $(A - 2I)^{-1}$。构造增广矩阵 $(A - 2I \mid E)$:
$\left( \begin{array}{ccc|ccc} -2 & 3 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 1 & -1 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ -1 & 2 & 1 & 0 & 0 & 1 \end{array} \right)$
通过行变换化为行阶梯形,最终得到:
$\left( \begin{array}{ccc|ccc} 1 & 0 & -\frac{1}{2} & \frac{3}{2} & \frac{3}{2} & 0 \\ 0 & 1 & 0 & -\frac{1}{2} & \frac{3}{2} & \frac{3}{2} \\ 0 & 0 & 1 & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} \end{array} \right)$
右侧即为 $(A - 2I)^{-1}$。
步骤3:计算 $B$
将 $(A - 2I)^{-1}$ 与 $A$ 相乘:
$B = (A - 2I)^{-1}A = \begin{pmatrix} -\frac{1}{2} & \frac{3}{2} & \frac{3}{2} \\ -\frac{1}{2} & \frac{1}{3} & \frac{3}{2} \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} \end{pmatrix}
\begin{pmatrix} 0 & 3 & 3 \\ 1 & 1 & 0 \\ -1 & 2 & 3 \end{pmatrix}$
计算结果为:
$B = \begin{pmatrix} 0 & 3 & 3 \\ -1 & 2 & 3 \\ 1 & 1 & 0 \end{pmatrix}$