题目
证明若A和B都是N阶对称矩阵,则A+B,A-2B也是对称矩阵
证明若A和B都是N阶对称矩阵,则A+B,A-2B也是对称矩阵
题目解答
答案
由已知 A^T=A, B^T=B
所以 (A+B)^T = A^T+B^T = A+B
(A-2B)^T = A^T-2B^T = A-2B
所以 A+B, A-2B 是对称矩阵
所以 (A+B)^T = A^T+B^T = A+B
(A-2B)^T = A^T-2B^T = A-2B
所以 A+B, A-2B 是对称矩阵
解析
考查要点:本题主要考查对称矩阵的性质及其线性组合的对称性证明。
解题核心思路:利用对称矩阵的定义(即矩阵等于其转置),结合矩阵转置的运算规则(加法和数乘的转置性质),验证目标矩阵的转置是否等于自身。
破题关键点:
- 对称矩阵的定义:若矩阵$A$满足$A^T = A$,则$A$是对称矩阵。
- 转置运算的线性性质:$(A+B)^T = A^T + B^T$,$(kA)^T = kA^T$(其中$k$为标量)。
步骤1:验证$A+B$的对称性
根据转置的加法性质:
$(A+B)^T = A^T + B^T$
由于$A$和$B$均为对称矩阵,即$A^T = A$,$B^T = B$,代入得:
$A^T + B^T = A + B$
因此,$(A+B)^T = A+B$,说明$A+B$是对称矩阵。
步骤2:验证$A-2B$的对称性
根据转置的线性性质:
$(A-2B)^T = A^T - (2B)^T = A^T - 2B^T$
同样利用$A^T = A$,$B^T = B$,代入得:
$A^T - 2B^T = A - 2B$
因此,$(A-2B)^T = A-2B$,说明$A-2B$也是对称矩阵。