浙江大学真题 第20964题
📝 题目
3.(16 分)设 $A, B \in P^{n \times n}$ ,求证:$(A B)^{*}=B^{*} A^{*}$ 。
证明:
(1)当 $|A B| \neq 0$ 时,这时有 $|A| \neq 0,|B| \neq 0$ ,由公式 $A^{*}=|A| A^{-1}$ ,可得
$$
(A B)^{*}=|A B|(A B)^{-1}=|B| B^{-1}|A| A^{-1}=B^{*} A^{*} \text { 。结论成立 }
$$
(2)当 $|A B|=0$ 时,考虑矩阵 $A(\lambda)=A-\lambda E, B(\lambda)=B-\lambda E$ ,由于 $A 、 B$ 都
最多只有有限个特征值,因此存在无穷多个 $\lambda$ ,使得 $|A(\lambda)| \neq 0,|B(\lambda)| \neq 0$
(1)
那么有上面(1)的结论有 $\quad(A(\lambda) B(\lambda))^{*}=(B(\lambda))^{*}(A(\lambda))^{*} \quad$(2)
令 $(A(\lambda) B(\lambda))^{*}=\left(f_{i j}(\lambda)\right)_{n \times n},(B(\lambda))^{*}(A(\lambda))^{*}=\left(g_{i j}(\lambda)\right)_{n \times n}$
由(2)式有 $f_{i j}(\lambda)=g_{i j}(\lambda)$
由于有无穷多个 $\lambda$ 使(1)式成立,从而有无穷多个 $\lambda$ 使(3)式成立,但 $f_{i j}(\lambda), g_{i j}(\lambda)$ 都是多项式,从而(3)式对一切 $\lambda$ 都成立。特别令 $\lambda=0$ ,有
$$
(A B)^{*}=(A(0) B(0))^{*}=B *(0) A *(0)=B * A * \text { 。证毕 }
$$
💡 答案解析
📋 详细解题步骤
步骤 1/1
目标:分|A|≠0和|A|=0两种情况。可逆时用伴随矩阵公式推导;不可逆时构造A-λE,利用多项式恒等得出等式对所有λ成立。
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