题目
设A,B均为n阶非零矩阵,且AB=0,则A和B的秩( )A. 必有一个等于零B. 一个等于n,一个小于nC. 都等于nD. 都小于n
设A,B均为n阶非零矩阵,且AB=0,则A和B的秩( )
A. 必有一个等于零
B. 一个等于n,一个小于n
C. 都等于n
D. 都小于n
题目解答
答案
D. 都小于n
解析
考查要点:本题主要考查矩阵乘积为零时,两个矩阵秩的关系,涉及矩阵的秩与可逆性的关系。
解题核心思路:
若矩阵$A$或$B$的秩为$n$(即满秩),则其对应的逆矩阵存在。此时,若$AB=0$,则另一矩阵必须为零矩阵,与题设矛盾。因此,两矩阵的秩均无法达到$n$,即都小于$n$。
破题关键点:
- 满秩矩阵的性质:若矩阵满秩,则其乘积为零时另一矩阵必为零。
- 非零矩阵的条件:题目中$A$和$B$均为非零矩阵,排除任一矩阵满秩的可能性。
步骤1:假设$A$满秩(秩为$n$)
若$A$的秩为$n$,则$A$可逆。由$AB=0$可得:
$A^{-1}AB = B = A^{-1} \cdot 0 = 0$
即$B$必须为零矩阵,但题目中$B$是非零矩阵,矛盾。因此,$A$的秩不等于$n$。
步骤2:同理分析$B$的秩
若$B$的秩为$n$,则$B$可逆。由$AB=0$可得:
$ABB^{-1} = A = 0 \cdot B^{-1} = 0$
即$A$必须为零矩阵,但题目中$A$是非零矩阵,矛盾。因此,$B$的秩也不等于$n$。
结论:
$A$和$B$的秩均小于$n$,故正确答案为D。