题目
矩阵A=20 0 0-|||-0 3 0 0-|||-0 0 0 2-|||-0 0 3 0的逆矩阵为( )A,20 0 0-|||-0 3 0 0-|||-0 0 0 2-|||-0 0 3 0B,20 0 0-|||-0 3 0 0-|||-0 0 0 2-|||-0 0 3 0C,20 0 0-|||-0 3 0 0-|||-0 0 0 2-|||-0 0 3 0
矩阵A=
的逆矩阵为( )
A,
B,
C,
题目解答
答案
解:矩阵A=
,
,把第1行除以2,把第2行除以3,把第3行除以2,將第4行除以3,並交換第4行和第3行,得到
,逆矩阵为
,即本题答案选C。
解析
考查要点:本题主要考查矩阵求逆的方法,特别是利用初等行变换将矩阵化为单位矩阵的同时,对单位矩阵进行相同变换得到逆矩阵的能力。
解题核心思路:
- 初等行变换的本质是通过行操作将原矩阵化为单位矩阵,同时对增广的单位矩阵进行相同操作,最终得到的右侧矩阵即为原矩阵的逆矩阵。
- 关键步骤包括行的倍乘、行交换以及行的加减操作,需注意变换的顺序和对应元素的非零性。
破题关键点:
- 正确识别题目中的行变换操作(如行倍乘、行交换),并理解这些操作如何同步作用于单位矩阵。
- 验证最终结果是否满足 $A \cdot A^{-1} = I$(单位矩阵),确保计算正确性。
步骤解析
-
初始增广矩阵:
将原矩阵 $A$ 与单位矩阵 $I$ 拼接为增广矩阵 $[A|I]$,形式为:
$\begin{bmatrix} A & | & I \end{bmatrix}$ -
行倍乘操作:
- 第1行除以2:将 $A$ 的第1行元素均除以2,同步作用于增广矩阵的右侧对应行。
- 第2行除以3:同理,第2行元素除以3。
- 第3行除以2:第3行元素除以2。
- 第4行除以3:第4行元素除以3。
此操作确保主对角线元素变为1,为后续消元做准备。
-
行交换操作:
- 交换第4行和第3行:调整行顺序,使增广矩阵右侧更接近单位矩阵的结构。
-
进一步化简(题目未明确说明):
通过行加减操作消去非对角线元素,最终使左侧变为单位矩阵,右侧即为 $A^{-1}$。
验证结果
若将原矩阵 $A$ 与选项C的矩阵相乘,结果应为单位矩阵,从而确认选项C正确。