题目
若A、B都是n阶矩阵,且A·B=0,则A的秩A. 正确B. 错误
若A、B都是n阶矩阵,且A·B=0,则A的秩A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
考查要点:本题主要考查矩阵乘积为零矩阵时,矩阵秩的性质,以及秩-零化度定理的应用。
解题核心思路:
- 矩阵乘积为零的含义:若$A \cdot B = 0$,则$B$的每一列均为齐次方程组$A\mathbf{x} = \mathbf{0}$的解,即$B$的列向量属于$A$的零空间。
- 秩-零化度定理:$\text{秩}(A) + \text{零化度}(A) = n$。若$A$的零空间非平凡(即存在非零向量),则$\text{秩}(A) < n$。
- 关键例外:若$B$本身为零矩阵,则无论$A$是否满秩,$A \cdot B = 0$均成立,此时结论不成立。
破题关键:
- 明确$B$是否为零矩阵:题目未限制$B \neq 0$,因此需考虑$B = 0$的情况。
- 反例验证:通过构造$A$为满秩矩阵(如单位矩阵)且$B = 0$,说明原命题不成立。
步骤1:分析矩阵乘积为零的条件
若$A \cdot B = 0$,则$B$的每一列均为$A\mathbf{x} = \mathbf{0}$的解,即$B$的列向量属于$A$的零空间。若$B \neq 0$,则$A$的零空间维数(零化度)至少为1,根据秩-零化度定理,$\text{秩}(A) \leq n - 1$,即$\text{秩}(A) < n$。
步骤2:考虑$B = 0$的特殊情况
若$B = 0$,则无论$A$是否为满秩矩阵,均有$A \cdot B = 0$。例如,取$A$为$n$阶单位矩阵$I$,此时$\text{秩}(A) = n$,但$I \cdot 0 = 0$,满足条件。此时结论$\text{秩}(A) < n$不成立。
步骤3:综合判断
由于题目未限制$B \neq 0$,存在$B = 0$的情况使得结论不成立,因此原命题错误。