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数学
题目

99.下列命题正确的是( )A. 两个零矩阵必相等B. 两个单位矩阵必相等C. (A+E)( A-E)=A2-E2D. 若 A≠0,AB=AC 则必有 B=C.

99.下列命题正确的是( )

A. 两个零矩阵必相等

B. 两个单位矩阵必相等

C. (A+E)( A-E)=A2-E2

D. 若 A≠0,AB=AC 则必有 B=C.

题目解答

答案

C. (A+E)( A-E)=A2-E2

解析

考查要点:本题主要考查矩阵的基本性质,包括零矩阵、单位矩阵的相等条件,矩阵乘法的运算规律,以及矩阵消去律的应用。

解题核心思路:

  1. 零矩阵相等:需满足阶数相同;
  2. 单位矩阵相等:需满足阶数相同;
  3. 矩阵乘法展开:注意矩阵乘法不满足交换律,但特定形式下可简化;
  4. 消去律的适用性:仅当矩阵可逆时才成立。

破题关键点:

  • 选项A、B:明确零矩阵和单位矩阵的相等条件依赖于阶数;
  • 选项C:通过展开验证等式是否成立;
  • 选项D:理解矩阵消去律的局限性。

选项A分析

零矩阵的所有元素均为0,但两个零矩阵相等的前提是它们的阶数相同。若阶数不同(如$2 \times 2$与$3 \times 3$),则不相等。因此选项A错误。

选项B分析

单位矩阵是主对角线元素为1、其余为0的方阵,相等的单位矩阵必须阶数相同。若阶数不同(如2阶与3阶),则不相等。因此选项B错误。

选项C分析

展开左边$(A+E)(A-E)$:
$\begin{aligned}(A+E)(A-E) &= A(A-E) + E(A-E) \\&= A^2 - AE + EA - E^2.\end{aligned}$
由于矩阵乘法中$AE = EA = A$,因此$-AE + EA = 0$,最终结果为$A^2 - E^2$,与右边相等。因此选项C正确。

选项D分析

若$A$不可逆(如$\det(A) = 0$),即使$A \neq 0$,也可能存在$AB = AC$但$B \neq C$的情况。例如:
设$A = \begin{pmatrix}1 & 0 \\ 0 & 0\end{pmatrix}$,$B = \begin{pmatrix}0 & 0 \\ 1 & 0\end{pmatrix}$,$C = \begin{pmatrix}0 & 0 \\ 0 & 0\end{pmatrix}$,此时$AB = AC = 0$,但$B \neq C$。因此选项D错误。

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