设A,B为n阶可逆矩阵,则下列矩阵不一定可逆的是()。A. ABB. A+BC. BAD. BAB
A. $AB$
B. $A+B$
C. $BA$
D. $BAB$
题目解答
答案
解析
本题考查可逆矩阵的性质及判定。解题的关键在于利用可逆矩阵的定义和性质,判断每个选项中的矩阵是否一定可逆。
选项A
根据可逆矩阵的性质:若$A$,$B$为$n$阶可逆矩阵,则$AB$也可逆,且$(AB)^{-1}=B^{-1}A^{-1}$。
因为$A$可逆,所以$\vert A\vert\neq0$;$B$可逆,所以$\vert B\vert\neq0$。
根据行列式的性质$\vert AB\vert=\vert A\vert\vert B\vert$,由于$\vert A\vert\neq0$且$\vert B\vert\neq0$,那么$\vert AB\vert\neq0$,所以$AB$可逆。
选项B
可通过举反例来证明$A + B$不一定可逆。
设$A = E$($n$阶单位矩阵),$B = -E$,因为单位矩阵$E$的行列式$\vert E\vert = 1\neq0$,所以$A$可逆;$\vert -E\vert = (-1)^n\neq0$,所以$B$可逆。
而$A + B = E + (-E)=O$($n$阶零矩阵),零矩阵的行列式$\vert O\vert = 0$,根据可逆矩阵的判定定理:$n$阶矩阵$M$可逆的充要条件是$\vert M\vert\neq0$,可知$A + B$不可逆。
选项C
同样根据可逆矩阵的性质:若$A$,$B$为$n$阶可逆矩阵,则$BA$也可逆,且$(BA)^{-1}=A^{-1}B^{-1}$。
因为$\vert BA\vert=\vert B\vert\vert A\vert$,$\vert A\vert\neq0$且$\vert B\vert\neq0$,所以$\vert BA\vert\neq0$,故$BA$可逆。
选项D
因为$A$,$B$可逆,所以$BAB$也可逆。
$\vert BAB\vert=\vert B\vert\vert A\vert\vert B\vert$,由于$\vert A\vert\neq0$且$\vert B\vert\neq0$,那么$\vert BAB\vert\neq0$,所以$BAB$可逆。