题目
在下列叙述中,哪个是正确的结论()A. 一个可逆矩阵经过任何的初等变换后得到的仍然是可逆矩阵.B. 一个不可逆矩阵有可能等价于单位矩阵.C. 一个不可逆矩阵经过适当的初等变换可以变成可逆矩阵.D. 一个可逆矩阵经过适当的初等变换可以变成不可逆矩阵.
在下列叙述中,哪个是正确的结论()
A. 一个可逆矩阵经过任何的初等变换后得到的仍然是可逆矩阵.
B. 一个不可逆矩阵有可能等价于单位矩阵.
C. 一个不可逆矩阵经过适当的初等变换可以变成可逆矩阵.
D. 一个可逆矩阵经过适当的初等变换可以变成不可逆矩阵.
题目解答
答案
A. 一个可逆矩阵经过任何的初等变换后得到的仍然是可逆矩阵.
解析
考查要点:本题主要考查矩阵初等变换的性质及其对矩阵可逆性的影响,涉及矩阵等价的概念和可逆矩阵的判定条件。
解题核心思路:
- 初等变换的性质:初等变换不改变矩阵的秩,且初等矩阵均为可逆矩阵。
- 可逆矩阵的判定:矩阵可逆当且仅当其秩等于阶数(即满秩)。
- 矩阵等价的条件:两个矩阵等价当且仅当它们的秩相等。
破题关键点:
- 选项A:可逆矩阵经过初等变换后仍保持可逆性,因为初等矩阵可逆,乘积仍可逆。
- 选项B:不可逆矩阵秩不足,无法通过初等变换达到满秩(单位矩阵的秩为n)。
- 选项C:初等变换不改变秩,不可逆矩阵变换后仍不可逆。
- 选项D:可逆矩阵经过初等变换后仍保持可逆性,无法变为不可逆矩阵。
选项A分析
关键点:初等变换对应初等矩阵,均为可逆矩阵。
若原矩阵$A$可逆,则对$A$进行初等变换相当于左乘或右乘初等矩阵$E_i$,得到的矩阵$E_iA$或$AE_i$仍为可逆矩阵(因为$\det(E_iA) = \det(E_i)\det(A) \neq 0$)。因此,可逆矩阵经过任何初等变换后仍可逆,选项A正确。
选项B分析
关键点:矩阵等价要求秩相等。
单位矩阵是$n$阶可逆矩阵,秩为$n$。若不可逆矩阵秩小于$n$,则无法通过初等变换变为秩$n$的矩阵,因此不可逆矩阵不可能等价于单位矩阵,选项B错误。
选项C分析
关键点:初等变换不改变秩。
不可逆矩阵秩不足,经过初等变换后秩仍不变,因此无法通过初等变换变为可逆矩阵,选项C错误。
选项D分析
关键点:初等变换保持可逆性。
可逆矩阵经过初等变换后仍可逆(同选项A分析),因此无法变为不可逆矩阵,选项D错误。