题目
设A是m×n矩阵,则A^TA和AA^T均为()A. 对称矩阵B. 反对称矩阵C. m阶矩阵D. n阶矩阵
设A是m×n矩阵,则$A^{T}A$和$AA^{T}$均为()
A. 对称矩阵
B. 反对称矩阵
C. m阶矩阵
D. n阶矩阵
题目解答
答案
A. 对称矩阵
解析
考查要点:本题主要考查矩阵转置运算的性质,特别是矩阵乘积后的对称性判断。
解题核心思路:
- 矩阵转置的性质:$(AB)^T = B^T A^T$,即乘积的转置等于转置后的逆序乘积。
- 对称矩阵的定义:若矩阵$M$满足$M^T = M$,则$M$是对称矩阵。
- 关键推导:通过转置运算验证$A^T A$和$AA^T$是否满足对称性。
破题关键点:
- 分别对$A^T A$和$AA^T$进行转置运算,验证其是否等于自身,从而判断是否为对称矩阵。
- 注意选项中关于阶数的干扰项(如$m$阶或$n$阶矩阵),需明确两者的阶数不同,无法同时满足。
验证$A^T A$的对称性
- 计算转置:
$(A^T A)^T = A^T (A^T)^T = A^T A.$ - 结论:
$A^T A$的转置等于自身,因此$A^T A$是对称矩阵。
验证$AA^T$的对称性
- 计算转置:
$(AA^T)^T = (A^T)^T A^T = AA^T.$ - 结论:
$AA^T$的转置等于自身,因此$AA^T$也是对称矩阵。
选项分析
- 选项A:两矩阵均为对称矩阵,正确。
- 选项C/D:$A^T A$是$n$阶矩阵,$AA^T$是$m$阶矩阵,无法同时满足,故错误。
- 选项B:反对称矩阵需满足$M^T = -M$,显然不成立。