设A是方阵,如有矩阵关系式AB=AC,则必有( )A. A=OB. B≠C时A=OC. A≠O时B=CD. |A|≠0时B=C
A. A=O
B. B≠C时A=O
C. A≠O时B=C
D. |A|≠0时B=C
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查矩阵方程的性质,特别是方阵乘法中可逆矩阵的作用。关键在于理解矩阵可逆性对等式变形的影响。
解题核心思路:
当方阵$A$满足$AB=AC$时,能否推出$B=C$,取决于$A$是否可逆。若$A$不可逆(如行列式为零),则可能存在不同的$B$和$C$使等式成立;若$A$可逆(行列式非零),则可通过左右乘逆矩阵直接推出$B=C$。
破题关键点:
- 选项D的条件($|A| \neq 0$)确保$A$可逆,从而能通过逆矩阵消去$A$,得到$B=C$。
- 其他选项均未充分考虑$A$的可逆性,因此结论不一定成立。
选项分析:
-
选项A($A=O$):
若$A$为零矩阵,则$AB=AC$恒成立,但题目未限定$A$必须为零矩阵。例如,若$B=C$,无论$A$是否为零矩阵,等式均成立。因此选项A不必然成立。 -
选项B($B \neq C$时$A=O$):
若$B \neq C$,则$A(B-C)=O$。此时若$A$非零但不可逆(如行列式为零),仍可能存在非零矩阵$A$使得$A(B-C)=O$。例如,取$A$为秩亏矩阵,$B-C$为其零空间中的非零矩阵。因此选项B不必然成立。 -
选项C($A \neq O$时$B=C$):
若$A$非零但不可逆(如$|A|=0$),则存在不同的$B$和$C$使得$AB=AC$。例如,取$A$为$\begin{pmatrix}1 & 0 \\ 0 & 0\end{pmatrix}$,$B=\begin{pmatrix}1 & 0 \\ 1 & 1\end{pmatrix}$,$C=\begin{pmatrix}1 & 0 \\ 2 & 3\end{pmatrix}$,此时$AB=AC$但$B \neq C$。因此选项C不必然成立。 -
选项D($|A| \neq 0$时$B=C$):
若$|A| \neq 0$,则$A$可逆。对等式$AB=AC$两边左乘$A^{-1}$,得$A^{-1}AB = A^{-1}AC$,即$B=C$。因此选项D必然成立。