题目
设n维行向量α=(1/2,0,…,0,1/2),矩阵A=E-αTα,B=E+2αTα,其中E为n阶单位矩阵,则AB等于( )。A. OB. -EC. ED. E+αTα
设n维行向量α=(1/2,0,…,0,1/2),矩阵A=E-αTα,B=E+2αTα,其中E为n阶单位矩阵,则AB等于( )。
A. O
B. -E
C. E
D. E+αTα
题目解答
答案
C. E
解析
考查要点:本题主要考查矩阵运算中的标量矩阵乘法以及单位矩阵的性质。关键在于正确识别$\alpha^T \alpha$的性质,即它是一个标量而非矩阵。
解题思路:
- 明确$\alpha^T \alpha$的性质:由于$\alpha$是行向量,$\alpha^T \alpha$表示向量内积,结果为标量。
- 简化矩阵表达式:将$A$和$B$表示为标量与单位矩阵的组合。
- 矩阵乘法运算:利用标量矩阵的乘法规则直接计算$AB$。
破题关键:正确判断$\alpha^T \alpha$为标量,从而将矩阵运算转化为标量运算。
步骤1:计算$\alpha^T \alpha$的值
$\alpha$为行向量,其形式为$(\frac{1}{2}, 0, \dots, 0, \frac{1}{2})$,因此:
$\alpha^T \alpha = \left(\frac{1}{2}\right)^2 + 0 + \dots + 0 + \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{1}{2}.$
步骤2:表达矩阵$A$和$B$
根据题意:
$A = E - \alpha^T \alpha = E - \frac{1}{2}E = \frac{1}{2}E, \\
B = E + 2\alpha^T \alpha = E + 2 \cdot \frac{1}{2}E = E + E = 2E.$
步骤3:计算$AB$
利用标量矩阵的乘法性质:
$AB = \left(\frac{1}{2}E\right)(2E) = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot E \cdot E = E.$