题目
设A为n阶非零矩阵,E为n阶单位矩阵.若A^3=0,则( )A. E-A不可逆,E+A不可逆B. E-A不可逆,E+A可逆C. E-A可逆,E+A可逆D. E-A可逆,E+A不可逆
设A为n阶非零矩阵,E为n阶单位矩阵.若A^3=0,则( )
A. E-A不可逆,E+A不可逆
B. E-A不可逆,E+A可逆
C. E-A可逆,E+A可逆
D. E-A可逆,E+A不可逆
题目解答
答案
C. E-A可逆,E+A可逆
解析
考查要点:本题主要考查幂零矩阵的性质及其与单位矩阵组合后的可逆性判断。
解题核心思路:
- 幂零矩阵的特征值均为0,由此可推断出与单位矩阵组合后的矩阵(如$E-A$、$E+A$)的特征值。
- 矩阵可逆的充要条件是行列式不为零。通过分析特征值或构造逆矩阵,判断$E-A$和$E+A$是否可逆。
破题关键点:
- 利用幂零矩阵$A^3=0$的性质,得出$A$的特征值全为0。
- 进一步分析$E-A$和$E+A$的特征值均为1,从而确定它们的行列式为1,均不为零,故均可逆。
步骤1:分析幂零矩阵的特征值
已知$A^3=0$,说明$A$是三阶幂零矩阵。根据幂零矩阵的性质,$A$的所有特征值均为0。
步骤2:判断$E-A$的可逆性
- $E-A$的特征值为$1-\lambda$,其中$\lambda$是$A$的特征值。
- 由于$A$的特征值$\lambda=0$,故$E-A$的特征值为$1-0=1$。
- 行列式$|E-A|=1^n=1 \neq 0$,因此$E-A$可逆。
步骤3:判断$E+A$的可逆性
- $E+A$的特征值为$1+\lambda$,其中$\lambda$是$A$的特征值。
- 由于$A$的特征值$\lambda=0$,故$E+A$的特征值为$1+0=1$。
- 行列式$|E+A|=1^n=1 \neq 0$,因此$E+A$可逆。
结论:$E-A$和$E+A$均可逆,故选C。