题目
5.(单选题,3.3分)设A,B均是n阶矩阵,且AB=E,BC=2E,则(A-C)^2B=().A. (C)/(2)B. (A)/(2)C. 2AD. 2C
5.(单选题,3.3分)
设A,B均是n阶矩阵,且AB=E,BC=2E,则(A-C)$^2$B=().
A. $\frac{C}{2}$
B. $\frac{A}{2}$
C. 2A
D. 2C
题目解答
答案
A. $\frac{C}{2}$
解析
本题考查矩阵的运算性质,解题的关键在于利用已知条件$AB = E$和$BC = 2E$,通过矩阵乘法的分配律和结合律对$(A - C)^2B$进行化简。
- 首先,根据完全平方公式$(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$,将$(A - C)^2B$展开:
- $(A - C)^2B=(A^2 - 2AC + C^2)B$
- 再根据矩阵乘法的分配律$(M+N+P)Q = MQ+NQ+PQ$,进一步得到$(A^2 - 2AC + C^2)B=A^2B - 2ACB + C^2B$。
- 然后,对$A^2B - 2ACB + C^2B$中的每一项进行化简:
- 对于$A^2B$,根据矩阵乘法结合律$(MN)P = M(NP)$,可得$A^2B=A(AB)$。
- 已知$AB = E$,所以$A(AB)=AE$。
- 又因为任何矩阵与单位矩阵相乘都等于其本身,即$AE = A$。
- 对于$2ACB$,同样根据矩阵乘法结合律,$2ACB = 2A(CB)$。
- 已知$BC = 2E$,两边同时左乘$B^{-1}$(因为$BC = 2E$,所以$B$可逆),得到$C = 2B^{-1}$,那么$CB = 2B^{-1}B$。
- 由于$B^{-1}B = E$,所以$2B^{-1}B = 2E$,则$2A(CB)=2A\times2E = 4A$。
- 对于$C^2B$,根据矩阵乘法结合律$C^2B = C(CB)$。
- 由前面已求得$CB = 2E$,所以$C(CB)=C\times2E = 2C$。
- 对于$A^2B$,根据矩阵乘法结合律$(MN)P = M(NP)$,可得$A^2B=A(AB)$。
- 最后,将化简后的各项代入$A^2B - 2ACB + C^2B$:
- $A^2B - 2ACB + C^2B=A - 4A + 2C$。
- 合并同类项可得$A - 4A + 2C=-3A + 2C$。
- 又因为$AB = E$,所以$A = B^{-1}$,$BC = 2E$,则$C = 2B^{-1}=2A$。
- 将$C = 2A$代入$-3A + 2C$,得到$-3A + 2\times2A=-3A + 4A = A$。
- 再由$C = 2A$,可得$A=\frac{C}{2}$。