题目
4、设A满足3E+A-A²=0,则A^-1=(1)/(3)(A-E).
4、设A满足3E+A-A²=0,则$A^{-1}=\frac{1}{3}(A-E)$.
题目解答
答案
由已知方程 $3E + A - A^2 = 0$,可得 $A^2 - A = 3E$。两边左乘 $A^{-1}$ 得:
$A - E = 3A^{-1}.$
解得:
$A^{-1} = \frac{A - E}{3} = \frac{1}{3}(A - E).$
答案: $\boxed{\frac{1}{3}(A - E)}$
解析
考查要点:本题主要考查矩阵方程的变形与逆矩阵的求解方法,需要学生掌握矩阵运算的基本规则及逆矩阵的验证技巧。
解题核心思路:
- 方程变形:将原方程整理为关于$A^2$和$A$的表达式,便于后续操作。
- 引入逆矩阵:通过对方程两边左乘$A^{-1}$,将高阶项降维,逐步解出$A^{-1}$的表达式。
- 验证结果:通过矩阵乘法验证所求逆矩阵是否满足$A \cdot A^{-1} = E$,确保答案正确性。
破题关键点:
- 正确移项:将原方程整理为$A^2 - A = 3E$,为后续操作奠定基础。
- 合理利用逆矩阵性质:通过左乘$A^{-1}$消去高阶项,直接关联$A^{-1}$与$A$的关系。
步骤1:整理原方程
原方程为:
$3E + A - A^2 = 0$
移项得:
$A^2 - A = 3E$
步骤2:引入逆矩阵
假设$A$可逆,对等式两边左乘$A^{-1}$:
$A^{-1}(A^2 - A) = A^{-1} \cdot 3E$
展开左边:
$A^{-1}A^2 - A^{-1}A = A - E$
右边化简为:
$3A^{-1}$
因此得到:
$A - E = 3A^{-1}$
步骤3:解出$A^{-1}$
将等式两边除以3:
$A^{-1} = \frac{1}{3}(A - E)$
步骤4:验证结果
计算$A \cdot \frac{1}{3}(A - E)$:
$A \cdot \frac{1}{3}(A - E) = \frac{1}{3}(A^2 - A)$
根据原方程$A^2 - A = 3E$,代入得:
$\frac{1}{3} \cdot 3E = E$
验证成立,说明结果正确。