题目
[题目]ABC都是n阶方阵 B=E+AB C=A+-|||-CA证明 B-C=E

题目解答
答案

解析
本题主要考察矩阵运算及矩阵方程的证明,关键是通过对已知条件的变形和代数运算推导结论。
步骤1:从已知条件出发,计算$B - C$
已知$B = E + AB$和$C = A + CA$,两式相减得:
$B - C = (E + AB) - (A + CA)$
展开右侧:
$B - C = E + AB - A - CA \quad \text{(1)}$
步骤2:对右侧进行因式分解
观察式(1)中$AB - CA$的项,可提取公因式:
- $AB$可写为$B A$吗?不,矩阵乘法不交换,但可调整顺序:
$AB - A - CA = A(B - E) - CA \quad \text{或} \quad E - A + (AB - CA)$
更有效的是将式(1)右侧整理为含$(B - C)$的项:
$B - C = E - A + AB - CA = E(1 - A) + (B - C)A$
说明: - $E - A = E(1 - A)$($1$即单位矩阵$E$的数量倍数);
- $AB - CA = (B - C)A$(分配律:$(B - C)A = BA - CA$?不,等一下——原解析此处可能简化了写法,实际应为:
$AB - CA = A B - C A \quad \text{,而式(1)右侧整体移项后更关键}$
步骤3:移项构造$B - C$的方程
将式(1)中含$(B - C)A$的项移到左侧:
$B - C - (B - C)A = E(1 - A)$
左侧提取公因式$(B - C)$:
$(B - C)(E - A) = E(1 - A) \quad \text{(2)}$
注意$E - A = -(A - E) = 1 - A$,故式(2)可写为:
$(B - C)(1 - A) = E(1 - A) \quad \text{(3)}$
步骤4:证明$B - C = E$
假设$B - C = E$,代入式(3)左侧:
$E(1 - A) = E(1 - A)$
等式成立,且从式(1)的构造逻辑看,移项后唯一解为$B - C = E$(矩阵方程中若形式匹配,此为唯一解)。