当前位置:文档之家› 可逆矩阵判定典型例题

可逆矩阵判定典型例题

ﻩﻩﻩ
即ﻩﻩ
从而有
ﻩﻩﻩ
对 两边取行列式,有

若A可逆, ,故 ,于是有
若A不可逆,则 , 的秩小于或等于1,故 ,仍有

(2)对 两边取行列式,有

若A可逆,所以 ,从而有 ,于是可知
ﻩﻩﻩ
若A不可逆,则
例7设A、B是同阶方阵,已知B是可逆矩阵,且满足 ,证明A和 都是可逆矩阵,并求它们的逆矩阵.

ﻩﻩﻩ


(6)因为 ,故A可逆,并且

ﻩﻩﻩ
类似于(5)可知 的代数余子式为 ,故
例2设A是n阶非零矩阵,并且A的伴随矩阵 满足 ,证明A是可逆矩阵.
证根据矩阵A与其对应的伴随矩阵的关系式,有
ﻩﻩﻩ
反证,假设A不可逆,故有 ,由上式及条件 ,有
ﻩﻩ ﻩﻩﻩﻩ(2-6)
ﻩﻩ
故ﻩ 是可逆矩阵.
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩ
故ﻩﻩ
同理可证ﻩ .
(2)因为
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ

同理可证ﻩ .
可逆矩阵判定典型例题
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:
典型例题(二)方阵可逆的判定
例1设A是n阶方阵,试证下列各式:
(1)若 ,则 ;
(2)若A、B都是n阶可逆矩阵,则 ;
(3) ;
(4)若 ,则 ;
ﻩﻩ
因此有
ﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
所以ﻩ
故 是不可逆矩阵.
例5设A是n阶方阵且对某个正整数k满足 ,证明 是可逆矩阵,并求 .
证由于
ﻩﻩﻩ
故对于方阵A的多项式,仍有
注意到 ,故有
ﻩﻩﻩﻩ
因此 可逆,并且
例6设A是 阶方阵, 是A的伴随矩阵 的伴随矩阵,证明:
(1) ;
(2) .
证(1)利用矩阵A与矩阵A的伴随矩阵的关系,有
证因为 ,由于
ﻩﻩ
所以 ,
因而有 可逆.
由ﻩ ﻩ可知
由ﻩ ﻩ可知 .
例8设A、B均是n阶方阵,且 可逆,则 也可逆,并且

证考察两个矩阵的乘积
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
因此 可逆,并且
ﻩﻩﻩ
例9设n阶矩阵A、B和 均可逆,证明:
(1) 也可逆,且
(2)
证(1)因为
ﻩﻩ
两边取行列式有
ﻩﻩ
因为A、B、 可逆,故 ﻩ 所以有
设矩阵A为

由式(2-6)可知
ﻩﻩﻩ
ﻩﻩ
比较上式两边矩阵对角线上的元素有
ﻩﻩﻩ

因此有A=O,与A是n阶非零矩阵矛盾,故A是可逆矩阵.
例3设A、B都是n阶可逆矩阵,证明:
ﻩ 的充要条件是
证必要性:因为
因此ﻩﻩ
即ﻩﻩﻩ
充分性:因为 ,故
ﻩﻩ .
例4设A是一个n阶方阵,n为奇数,且 ,证明 不可逆.
证因为 ,故

(3)设n阶方阵A为
ﻩﻩ
于是可得A的伴随矩阵 为
ﻩﻩ
注意到A的转置矩阵为
ﻩﻩ
可推出 的伴随矩阵为
ﻩﻩﻩﻩ
比较 与 可知

(4)因为 ,故A可逆,A的逆矩阵为 ,并且由 可知
ﻩﻩ
由于 , 可逆且 可得
ﻩﻩ
另一方面,由
ﻩﻩﻩ
由矩阵可逆的定义知, 可逆,并且
ﻩﻩﻩﻩ
(5)对于(3)给出的矩阵A,有
ﻩﻩ
即 的代数余子式为
(5) ;
(6)若 ,则 (l为自然数);
(7) .
证(1)因为 ,故A是可逆矩阵,且

两边同时取转置可得
ﻩﻩ
故由可逆矩阵的定义可知 是AT的逆矩阵.

ﻩﻩ
(2)利用方阵与其对应的伴随矩阵的关系有
ﻩ ﻩﻩﻩﻩﻩ(2-7)
另一方面
ﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ ﻩﻩ(2-8)
比较式(2-7)、(2-8)可知
ﻩﻩﻩ
又因为A、B均可逆,所以(AB)也可逆,对上式两端右乘 可得
相关主题