?a11a12?a21a22证明:1)记A???????an1an2????a1n??a11?a12???a1n????a2n?a?a???a21222n?,则AX??。
????????ann?a?a???ann??n1n2?a???a 2)若A的每一行元素之和等于常数a,由1)AX????aX ,由于A??????a?可逆,所以a?0。从而A?1X?11X,即A?1的每一行元素之和等于常数 。 aa4. 证明:
1)上(下)三角矩阵的乘积仍是上(下)三角矩阵; 2)可逆的上(下)三角矩阵的逆仍是上(下)三角矩阵。 证明:1)记A?aij??n?n,B?bjk??n?n为上三角矩阵,C?AB 。则i?j?k时,
aij?0 ,bjk?0。对任意s,当i?s时,ais?0,当k?i?s时bsk?0,即任
意s,aisbsk?0。从而i?k时,cik?ai1b1j???aisbsk???ainbnk?0。故上三角矩阵的乘积仍是上三角矩阵。同理可证明下三角矩阵的情形。
?a11a12?0a22? 2)对可逆的上三角矩阵A?????0?0?a11a12?0a22?对于?A?E??????0?0变换
????a1n??a2n?,aii?0(i?1,2,?,n),???ann?????a1na2n?ann?10?0???01?0? ,先进行第二类初等行
????????00?1?1,再作第三类初等行变换把左边变成单位矩阵时,右边ri(i?1,2,?,n)
aii即为上三角矩阵。亦即可逆的上三角矩阵的逆仍是上三角矩阵。 5. 已知实三阶方阵A满足:1)aij?Aij;2)a33??1 。求A 。
解:因为AA??AE,所以AA??A。由于aij?Aij,从而有A??A??A。于是A?0或A?1。
若A?0,则AA??AA??0,由于A为实三阶方阵,由习题3可得A?0。此与a33??1矛盾。从而A?1。
6. 设A?E?????,其中?是n?1非零矩阵。证明:
1)A2?A的充分必要条件是?????1; 2)当?????1时,A是不可逆矩阵。
证明:1)若A2?A,即有E?(????2)?????E?????。又?是n?1非零矩阵,所以???是n?n非零矩阵,从而?????2?1,即?????1。以上每步可逆,故命题成立。
2)当?????1时,由1),A2?A。若A可逆,则可得A?0,矛盾。故A是不可逆矩阵。
7. 设A,B分别是n?m、m?n矩阵,证明:3EmAB?En?AB?Em?BA 。 EnB?En?AB;En?Em0??Em证明:因为???A?AEn????Em又??AB??Em???En??0B?Em,所以?En?AB?AB??Em0??Em?BAB?Em????,所以AEn???AE0En?n????B?Em?BA。从而命En题成立。
8. A,B如上题,??0。证明:?En?AB??n?m?Em?BA 。
0??Em??Em??证明:由于??0,可得1?A???AE?n??????EmB?????En???0?B??,所以 1En?AB?????EmAB?En?Em0B??m?n?En?AB; 1En?AB???Em又??AB??Em0???Em?BAB??Em????,故AEn???AE0En?n????B??Em?BA。从而En?En?AB??n?m?Em?BA。