怎么判断要寻找逆矩阵呢?

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $\boldsymbol { A }$, $\boldsymbol { B }$ 和 $\boldsymbol { C }$ 均为 $n$ 阶矩阵,$\boldsymbol { E }$ 为 $n$ 阶单位矩阵,若 $\boldsymbol { B }$ $=$ $\boldsymbol { E }$ $+$ $\boldsymbol { A } \boldsymbol { B }$, $\boldsymbol { C }$ $=$ $\boldsymbol { A }$ $+$ $\boldsymbol { C A }$, 则:

$$
\boldsymbol { B } – \boldsymbol { C } = ?
$$

难度评级:

二、解析 解析 - 荒原之梦

所以,接下来,我们首先考虑对题目中已知条件进行变形。

$$
\begin{aligned}
C & = A + CA \\
& \Rightarrow C – CA = A \\
& \Rightarrow C(E-A) = A
\end{aligned}
$$

那么,如果矩阵 $E-A$ 可逆的话,就有:

$$
C = A(E-A)^{-1}
$$

但是,矩阵 $E-A$ 是否可逆呢?这就需要我们从本题的另一个已知条件找结论了:

$$
\begin{aligned}
B & = E + AB \\
& \Rightarrow EB – AB = E \\
& \Rightarrow (E – A) B = E
\end{aligned}
$$

由于矩阵 $B$ 可你,因此,由上式可知,矩阵 $E – A$ 也是可逆矩阵,所以下式成立:

$$
\textcolor{springgreen}{
C = A(E-A)^{-1}
}
$$

且:

$$
\textcolor{springgreen}{
\begin{aligned}
B & = (E-A)^{-1} E \\
& = E (E-A)^{-1}
\end{aligned}
}
$$

综上,我们有:

$$
\begin{aligned}
B – A \\
& = E(E – A)^{-1} – A(E-A)^{-1} \\
& = (E – A) (E – A)^{-1} \\
& = \textcolor{green}{\boldsymbol{E}}
\end{aligned}
$$

综上可知, B 荒原之梦考研数学 | 本文结束


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