题目
4. 判断n阶初等矩阵与n阶单位矩阵等价。A. ×B. √
4. 判断n阶初等矩阵与n阶单位矩阵等价。
A. ×
B. √
题目解答
答案
B. √
解析
考查要点:本题主要考查矩阵等价的概念及初等矩阵的性质。
解题核心思路:
- 矩阵等价的定义是存在可逆矩阵$P$和$Q$,使得$PAQ = B$。
- 初等矩阵是由单位矩阵经过一次初等变换得到的,且初等矩阵本身是可逆的。
- 由于初等矩阵可以通过有限次初等变换变回单位矩阵,因此它们必然等价。
破题关键点:
- 初等矩阵的可逆性保证了存在逆变换,从而能通过可逆矩阵的乘积联系单位矩阵。
- 秩的条件:初等矩阵与单位矩阵的秩均为$n$,满足等价的必要条件。
矩阵等价的判定:
- 初等矩阵的性质:
初等矩阵是由单位矩阵通过一次初等行或列变换得到的,且初等矩阵的逆矩阵仍为初等矩阵。 - 等价关系的传递性:
任何初等矩阵$E$均可通过有限次初等变换变回单位矩阵$I$,即存在初等矩阵$E_1, E_2, \dots, E_k$,使得
$E_k E_{k-1} \cdots E_1 E = I.$
这表明存在可逆矩阵(初等矩阵的乘积)使得$E$与$I$等价。 - 结论:
初等矩阵与单位矩阵等价,因此答案为√。