题目
设 A 是 n 阶可逆矩阵,k 是不为 0 的常数,则 (kA)^-1 = ( ).A. kA^-1B. (1)/(k^n) A^-1C. -kA^-1D. (1)/(k) A^-1
设 $A$ 是 $n$ 阶可逆矩阵,$k$ 是不为 0 的常数,则 $(kA)^{-1} = (\quad)$.
A. $kA^{-1}$
B. $\frac{1}{k^n} A^{-1}$
C. $-kA^{-1}$
D. $\frac{1}{k} A^{-1}$
题目解答
答案
D. $\frac{1}{k} A^{-1}$
解析
步骤 1:理解矩阵逆的性质
矩阵逆的性质之一是,对于可逆矩阵 $A$ 和非零常数 $k$,有 $(kA)^{-1} = \frac{1}{k}A^{-1}$。这是因为矩阵乘以标量 $k$ 后,其逆矩阵等于原逆矩阵除以 $k$。
步骤 2:验证性质
验证该性质的一种方法是利用矩阵乘法的定义。假设 $(kA)^{-1} = B$,则有 $(kA)B = I$,其中 $I$ 是单位矩阵。根据矩阵乘法的分配律,可以得到 $kB(A) = I$。由于 $A$ 是可逆的,$A^{-1}$ 存在,因此可以将 $A^{-1}$ 乘到等式的两边,得到 $kB = A^{-1}$,从而 $B = \frac{1}{k}A^{-1}$。因此,$(kA)^{-1} = \frac{1}{k}A^{-1}$。
步骤 3:利用行列式和伴随矩阵
另一种方法是利用行列式和伴随矩阵。对于矩阵 $A$,其逆矩阵 $A^{-1}$ 可以表示为 $A^{-1} = \frac{1}{\det(A)}\text{adj}(A)$,其中 $\det(A)$ 是 $A$ 的行列式,$\text{adj}(A)$ 是 $A$ 的伴随矩阵。对于矩阵 $kA$,其行列式为 $\det(kA) = k^n\det(A)$,伴随矩阵为 $\text{adj}(kA) = k^{n-1}\text{adj}(A)$。因此,$(kA)^{-1} = \frac{1}{k^n\det(A)}k^{n-1}\text{adj}(A) = \frac{1}{k}A^{-1}$。
矩阵逆的性质之一是,对于可逆矩阵 $A$ 和非零常数 $k$,有 $(kA)^{-1} = \frac{1}{k}A^{-1}$。这是因为矩阵乘以标量 $k$ 后,其逆矩阵等于原逆矩阵除以 $k$。
步骤 2:验证性质
验证该性质的一种方法是利用矩阵乘法的定义。假设 $(kA)^{-1} = B$,则有 $(kA)B = I$,其中 $I$ 是单位矩阵。根据矩阵乘法的分配律,可以得到 $kB(A) = I$。由于 $A$ 是可逆的,$A^{-1}$ 存在,因此可以将 $A^{-1}$ 乘到等式的两边,得到 $kB = A^{-1}$,从而 $B = \frac{1}{k}A^{-1}$。因此,$(kA)^{-1} = \frac{1}{k}A^{-1}$。
步骤 3:利用行列式和伴随矩阵
另一种方法是利用行列式和伴随矩阵。对于矩阵 $A$,其逆矩阵 $A^{-1}$ 可以表示为 $A^{-1} = \frac{1}{\det(A)}\text{adj}(A)$,其中 $\det(A)$ 是 $A$ 的行列式,$\text{adj}(A)$ 是 $A$ 的伴随矩阵。对于矩阵 $kA$,其行列式为 $\det(kA) = k^n\det(A)$,伴随矩阵为 $\text{adj}(kA) = k^{n-1}\text{adj}(A)$。因此,$(kA)^{-1} = \frac{1}{k^n\det(A)}k^{n-1}\text{adj}(A) = \frac{1}{k}A^{-1}$。