14.(5.0分)设A、B均为n阶方阵,下列等式正确的是()A. (A+B)^2neq A^2+2AB+B^2B. |A+B|=|A|+|B|C. 若AB=AC且A≠0,则B=CD. 若|A|=0,则A=O
A. $(A+B)^{2}\neq A^{2}+2AB+B^{2}$
B. $|A+B|=|A|+|B|$
C. 若AB=AC且A≠0,则B=C
D. 若|A|=0,则A=O
题目解答
答案
解析
本题考查方阵的运算性质,包括矩阵乘法、行列式运算等知识点。解题思路是根据方阵运算的基本规则,对每个选项逐一进行分析判断。
选项A
根据矩阵乘法的分配律,$(A + B)^2=(A + B)(A + B)$,展开可得:
$(A + B)(A + B)=A(A + B)+B(A + B)=A^2+AB + BA + B^2$
一般情况下,矩阵乘法不满足交换律,即$AB\neq BA$,所以$(A + B)^2\neq A^2 + 2AB + B^2$,该选项正确。
选项B
行列式的运算不满足$\vert A + B\vert=\vert A\vert+\vert B\vert$。
例如,设$A=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}$,$B=\begin{pmatrix}0&0\\0&1\end{pmatrix}$,则$A + B=\begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix}$。
$\vert A\vert=1\times0 - 0\times0 = 0$,$\vert B\vert=0\times1 - 0\times0 = 0$,$\vert A + B\vert=1\times1 - 0\times0 = 1$,此时$\vert A + B\vert\neq\vert A\vert+\vert B\vert$,该选项错误。
选项C
若$AB = AC$且$A\neq O$,不能直接得出$B = C$。
因为矩阵乘法中,当$A$不可逆时,即使$AB = AC$,也可能$B\neq C$。
例如,设$A=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}$,$B=\begin{pmatrix}1&1\\1&1\end{pmatrix}$,$C=\begin{pmatrix}1&1\\2&2\end{pmatrix}$,则$AB=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}\begin{pmatrix}1&1\\1&1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}1&1\\0&0\end{pmatrix}$,$AC=\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}\begin{pmatrix}1&1\\2&2\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}1&1\\0&0\end{pmatrix}$,满足$AB = AC$且$A\neq O$,但$B\neq C$,该选项错误。
选项D
若$\vert A\vert = 0$,只能说明矩阵$A$不可逆,但不能得出$A = O$。
例如,设$A=\begin{pmatrix}1&1\\1&1\end{pmatrix}$,$\vert A\vert=1\times1 - 1\times1 = 0$,但$A\neq O$,该选项错误。