题目
设 A, B, C 是同阶方阵,B, C 可逆且 2A = AB^-1 + C,则 A = (A. B(2B-E)^-1C;B. C((1)/(2)E-B);C. C(2E-B);D. C(2B-E)^-1B。
设 $A, B, C$ 是同阶方阵,$B, C$ 可逆且 $2A = AB^{-1} + C$,则 $A = ($
A. $B(2B-E)^{-1}C$;
B. $C(\frac{1}{2}E-B)$;
C. $C(2E-B)$;
D. $C(2B-E)^{-1}B$。
题目解答
答案
D. $C(2B-E)^{-1}B$。
解析
本题考查矩阵的运算以及可逆矩阵的性质,解题思路是是通过对已知等式进行变形,利用矩阵的运算法则逐步推导出矩阵$A$的表达式。
- 已知$2A = AB^{-1} + C$,为了将含有$A$的项合并,我们将等式右边的$AB^{-1}$移到等式左边,得到:
$2A - AB^{-1} = C$ - 提取公因式$A$,根据矩阵乘法分配律$A(B - C)=AB - AC$,可得:
$A(2E - AB^{-1} = C$,进一步变形为$A(2E - B^{-1}) = C$ - 因为$B$可逆,所以$B^{-1}$存在,为了将$B^{-1}$转化为$B$的形式,给$2E - B^{-1}$的每一项同乘$B$,得到:
$2E - B^{-1}=B(2E - B^{-1})B^{-1}$
根据矩阵乘法结合律$(AB)C = A(BC)$,$B(2E - B^{-1})B^{-1}=(2B - BB^{-1})B^{-1}=(2B - E)B^{-1}$
所以$A(2E - B^{-1}) = A(2B - E)B^{-1} = C$ - 等式两边同时右乘$B$,得到:
$A(2B - E)B^{-1}B = CB$
因为$B^{-1}B = E$,所以$2B - E)E = 2B - E$,则$A(2B - E) = CB$ - 由于$B$可逆,那么$2B - E$也可逆(因为$B$可逆,$2B - E$是关于$B$的多项式,且$B$可逆时其行列式不为$0$,所以$2B - E$可逆),等式两边同时左乘$(2B - E)^{-1}$,得到:
$(2B - E)^{-1}A(2B - E) = (2B - E)^{-1}CB$
根据矩阵乘法结合律$(2B - E)^{-1}A(2B - E) = A((2B - E)^{-1}(2B - E)) = AE = A$
所以$A = C(2B - E)^{-1}B$