设A,B都是n阶方阵,若A和B都是对称阵,则AB也是对称阵.()A. 对B. 错
A. 对
B. 错
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查对称矩阵的性质及矩阵乘法的交换律。
解题核心思路:
- 对称矩阵的定义:若矩阵$A$满足$A^T = A$,则$A$是对称矩阵。
- 矩阵乘积的转置性质:$(AB)^T = B^T A^T$。
- 关键矛盾点:若$AB$是对称矩阵,则需满足$AB = (AB)^T = BA$,即$A$与$B$必须可交换。但矩阵乘法一般不满足交换律,因此命题不一定成立。
破题关键:通过构造反例,说明存在对称矩阵$A$和$B$,但$AB$不对称。
步骤1:验证对称矩阵的乘积转置
已知$A$和$B$均为对称矩阵,即$A^T = A$,$B^T = B$。
根据转置性质:
$(AB)^T = B^T A^T = BA$
若$AB$是对称矩阵,则需满足:
$AB = (AB)^T = BA$
即$A$与$B$必须满足$AB = BA$(交换律)。
步骤2:构造反例
取具体对称矩阵:
$A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 2 & 1 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 2 \end{pmatrix}$
计算$AB$和$BA$:
$AB = \begin{pmatrix} 1 \cdot 1 + 2 \cdot 0 & 1 \cdot 0 + 2 \cdot 2 \\ 2 \cdot 1 + 1 \cdot 0 & 2 \cdot 0 + 1 \cdot 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 4 \\ 2 & 2 \end{pmatrix}$
$BA = \begin{pmatrix} 1 \cdot 1 + 0 \cdot 2 & 1 \cdot 2 + 0 \cdot 1 \\ 0 \cdot 1 + 2 \cdot 2 & 0 \cdot 2 + 2 \cdot 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 4 & 2 \end{pmatrix}$
显然$AB \neq BA$,因此$(AB)^T = BA \neq AB$,说明$AB$不对称。