题目
设矩阵A通过初等行变换化为B,则以下错误的是A. 矩阵A,B相应的列向量组等价B. 矩阵A,B相应的列向量组不等价C. 矩阵 A,B等价D. 矩阵A,B的秩相等
设矩阵A通过初等行变换化为B,则以下错误的是
A. 矩阵A,B相应的列向量组等价
B. 矩阵A,B相应的列向量组不等价
C. 矩阵 A,B等价
D. 矩阵A,B的秩相等
题目解答
答案
B. 矩阵A,B相应的列向量组不等价
解析
考查要点:本题主要考查矩阵初等行变换对矩阵等价性、列向量组等价性及秩的影响。
解题核心思路:
- 初等行变换的性质:初等行变换不改变矩阵的秩,且保持行向量组的线性关系,但可能改变列向量组的线性关系。
- 矩阵等价:若矩阵$A$可通过初等行变换化为$B$,则$A$与$B$行等价,但需结合列变换判断是否等价。
- 列向量组等价:列向量组等价要求两组向量可互相线性表示。通过分析初等行变换对列向量的影响,判断其等价性。
破题关键点:
- 选项B的错误性:初等行变换虽然改变列向量的具体形式,但通过可逆矩阵的作用,列向量组仍保持等价性,因此选项B错误。
选项分析:
-
选项A:矩阵$A$与$B$的列向量组等价。
正确性:
设$B = PA$($P$为初等矩阵),则$B$的列向量为$P$作用于$A$的列向量。由于$P$可逆,$A$的列向量可由$B$的列向量线性表示($A = P^{-1}B$),反之亦然,故列向量组等价。 -
选项B:矩阵$A$与$B$的列向量组不等价。
错误性:
根据选项A的分析,列向量组等价,因此选项B错误。 -
选项C:矩阵$A$与$B$等价。
正确性:
等价指存在可逆矩阵$P$和$Q$使得$PAQ = B$。由于$B = PA$(仅需行变换),取$Q = I$即可满足等价条件,因此选项C正确。 -
选项D:矩阵$A$与$B$的秩相等。
正确性:
初等行变换不改变矩阵的秩,因此选项D正确。