题目
设三阶矩阵 A=⎡⎣⎢abbbabbba⎤⎦⎥, 若 A 的伴随矩阵的秩为 1, 则必有 () A. a=b 或 a+2b=0 B. a=b 或 a+2b≠0 C. a≠b 且 a+2b=0 D. a≠b 且 a+2b≠0
设三阶矩阵
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案
根据
故有:
即有
但当
从而必有
故选:C.
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的秩、伴随矩阵的性质以及行列式的计算。
解题核心思路:
- 利用伴随矩阵秩与原矩阵秩的关系:若矩阵$A$的伴随矩阵$A^*$的秩为1,则原矩阵$A$的秩必为2(因为当$A$的秩为$n-1$时,其伴随矩阵的秩为1)。
- 行列式为0的条件:由$A$的秩为2可知$|A|=0$,需计算行列式并分析其零点。
- 排除矛盾条件:验证行列式为0时的参数取值是否满足$A$的秩为2,排除导致秩不足的情况。
步骤1:确定原矩阵的秩
根据伴随矩阵秩与原矩阵秩的关系,若$A^*$的秩为1,则$A$的秩为$3-1=2$。
步骤2:计算行列式$|A|$
矩阵$A$为:
$A = \begin{bmatrix}a & b & b \\b & a & b \\b & b & a\end{bmatrix}$
通过行列式展开或观察对称性,可得:
$|A| = (a+2b)(a-b)^2$
令$|A|=0$,得两种情况:
- $a+2b=0$
- $a=b$
步骤3:验证秩的条件
- 当$a=b$时:矩阵$A$变为全$a$矩阵,所有行成比例,秩为1,与$A$的秩应为2矛盾,故$a=b$不成立。
- 当$a+2b=0$时:此时$a=-2b$,代入矩阵$A$后,可验证其秩为2(存在两个线性无关的行或列)。
结论:必有$a \neq b$且$a+2b=0$。