题目
设 n 阶方阵 A 满足 A^2 + 4A - 8E = 0,则 A - E 可逆,且 (A - E)^-1 = _____A. (1)/(3)(A + 2E)B. (1)/(3)(A + 5E)C. (1)/(3)(A + 4E)D. (1)/(3)(A + 3E)
设 $n$ 阶方阵 $A$ 满足 $A^2 + 4A - 8E = 0$,则 $A - E$ 可逆,且 $(A - E)^{-1} = \_\_\_\_\_$
A. $\frac{1}{3}(A + 2E)$
B. $\frac{1}{3}(A + 5E)$
C. $\frac{1}{3}(A + 4E)$
D. $\frac{1}{3}(A + 3E)$
题目解答
答案
B. $\frac{1}{3}(A + 5E)$
解析
本题考查方阵可逆的判定以及逆矩阵的求解。解题的关键思路是根据已知条件$A^2 + 4A - 8E = 0$,通过变形构造出$(A - E)$与另一个矩阵相乘等于单位矩阵$E$的形式,再根据逆矩阵的定义来确定$(A - E)$的逆矩阵。
下面进行详细的解答:
设$(A - E)(A + xE)=A^2+(x - 1)A - xE$,我们希望它能与已知条件$A^2 + 4A - 8E = 0$建立联系。
令$A^2+(x - 1)A - xE=kE$($k$为常数),对比$A^2 + 4A - 8E = 0$,可得$x - 1 = 4$,解得$x = 5$。
此时$(A - E)(A + 5E)=A^2 + 4A - 5E$。
因为$A^2 + 4A - 8E = 0$,即$A^2 + 4A = 8E$,将其代入上式可得:
$(A - E)(A + 5E)=8E - 5E = 3E$。
等式两边同时乘以$\frac{1}{3}$,得到$(A - E)\cdot\frac{1}{3}(A + 5E)=E$。
根据逆矩阵的定义:若$AB = E$,则$B$是$A$的逆矩阵,所以$A - E$可逆,且$(A - E)^{-1}=\frac{1}{3}(A + 5E)$。