题目
4.(单选题,5分) 设A,B都是n阶方阵,则下列结论正确的是(). A. 若A和B都是对称阵,则AB也是对称阵; B. 若Aneq O,Bneq O,则ABneq O; C. 若AB是奇异矩阵,则A和B都是奇异矩阵; D. 若AB是可逆矩阵,则A和B都是可逆矩阵.
4.(单选题,5分) 设A,B都是n阶方阵,则下列结论正确的是(). A. 若A和B都是对称阵,则AB也是对称阵; B. 若$A\neq O$,$B\neq O$,则$AB\neq O$; C. 若AB是奇异矩阵,则A和B都是奇异矩阵; D. 若AB是可逆矩阵,则A和B都是可逆矩阵.
题目解答
答案
答案:D 解析: - 选项A:若 $A$ 和 $B$ 对称,即 $A^T = A$,$B^T = B$,则 $(AB)^T = B^T A^T = BA$,但 $AB$ 不一定等于 $BA$,故不正确。 - 选项B:非零矩阵乘积可能为零,如 $A = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}, \quad AB = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix},$ 故不正确。 - 选项C:若 $AB$ 奇异($\det(AB) = 0$),则 $\det(A) \det(B) = 0$,仅需 $\det(A)$ 或 $\det(B)$ 为0,故不正确。 - 选项D:若 $AB$ 可逆($\det(AB) \neq 0$),则 $\det(A) \det(B) \neq 0$,故 $\det(A) \neq 0$,$\det(B) \neq 0$,即 $A$、$B$ 均可逆,正确。 答案:D
解析
本题主要考查方阵的对称性、矩阵乘法、奇异矩阵和可逆矩阵的相关知识。解题思路是根据各选项所涉及的矩阵性质,逐一分析每个选项的正确性。
- 选项A:
- 首先明确对称阵的定义,若矩阵$A$是对称阵,则$A^T = A$;若矩阵$B$是对称阵,则$B^T = B$。
- 然后根据矩阵转置的性质$(AB)^T = B^T A^T$,将$A^T = A$,$B^T = B$代入可得$(AB)^T = BA$。
- 但是在矩阵乘法中,一般情况下$AB$不一定等于$BA$,所以仅当$AB = BA$时,$AB$才是对称阵,故选项A不正确。
- 选项B:
- 要判断非零矩阵的乘积是否一定为非零矩阵,可通过举反例来验证。
- 设$A = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}$,$B = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}$,显然$A\neq O$,$B\neq O$。
- 计算$AB$,根据矩阵乘法规则:
$AB=\begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix}1\times0 + 0\times0&1\times0 + 0\times1\\0\times0 + 0\times0&0\times0 + 0\times1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}=O$ - 这说明非零矩阵的乘积可能为零矩阵,故选项B不正确。
- 选项C:
- 已知奇异矩阵的定义为行列式为$0$的矩阵,若$AB$是奇异矩阵,则$\det(AB) = 0$。
- 根据行列式的性质$\det(AB) = \det(A) \det(B)$,所以$\det(A) \det(B) = 0$。
- 由乘法的性质可知,只要$\det(A)$或$\det(B)$其中一个为$0$,乘积就为$0$,并不需要$\det(A)$和$\det(B)$都为$0$,即$A$和$B$不一定都是奇异矩阵,故选项C不正确。
- 选项D:
- 若$AB$是可逆矩阵,则$\det(AB) \neq 0$。
- 同样根据行列式的性质$\det(AB) = \det(A) \det(B)$,可得$\det(A) \det(B) \neq 0$。
- 因为两个数的乘积不为$0$,则这两个数都不为$0$,所以$\det(A) \neq 0$且$\det(B) \neq 0$。
- 根据可逆矩阵的定义,行列式不为$0$的矩阵是可逆矩阵,所以$A$和$B$都是可逆矩阵,故选项D正确。