三、与伴随矩阵有关的问题
小题
- 【1987-12-3分】 设为阶方阵,且,而是的伴随矩阵,则( ).
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答案: C
解析: 由于,矩阵可逆,且
。
两边取行列式,注意为阶矩阵,有
。
又,所以
。
故选C。A、B、D均未正确考虑数乘阶矩阵后行列式应乘以该数的次方。
- 【1990-5-3分】 设为阶可逆矩阵,是的伴随矩阵,则( ).
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答案: A
解析: 由伴随矩阵公式
,
得
。
故选A。其余选项分别漏掉了矩阵阶数或没有正确使用。
- 【1995-45-3分】 若,是的伴随矩阵,则
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答案:
解析: 矩阵为下三角矩阵,因此
,
故可逆。由
,
两边取逆可得
。
因此
。
- 【1996-45-3分】 设阶矩阵可逆,是矩阵的伴随矩阵,则( ).
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答案: C
解析: 由于可逆,也可逆。对使用伴随矩阵公式,得
。
其中
,
且
。
所以
。
故选C。其余选项的指数均不符合上述两条伴随矩阵基本公式。
- 【1998-2-3分】 设是任一阶方阵,是其伴随矩阵,又为常数,且,则必有( ).
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答案: B
解析: 伴随矩阵中的每个元素都是原矩阵的一个阶代数余子式。将的每个元素同时乘以后,每个阶子式都乘以,故
。
因此选B。A只在时符合;C误用了;D没有依据。
- 【2002-4-3分】 设为阶矩阵,分别为对应的伴随矩阵,分块矩阵,则的伴随矩阵( )
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答案: D
解析: 先设均可逆,则分块对角矩阵可逆,并且
,
。
因此
。
利用、,可得
。
该等式的两边各元素都是各元素的多项式,因此即使或不可逆,公式仍成立。故选D。
A错误地在每个对角块上重复使用本块行列式;B、C则混淆了伴随矩阵所在的对角位置。
- 【2023-23-5分】 设为阶矩阵,为阶单位矩阵,为矩阵的伴随矩阵,则( )
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答案: B
解析: 记
。
先设均可逆,则为分块上三角矩阵,且
,
。
由伴随矩阵公式,得
。
再利用、,可化为
。
矩阵等式两边的元素均为各元素的多项式,所以即使或不可逆,结论仍成立。故选B。C把乘积的顺序错误地写成了;A、D的对角块也不符合分块伴随矩阵公式。
- 【2005-3-4分】 设矩阵满足,其中为的伴随矩阵,为的转置矩阵,若为三个相等的正数,则为( )
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答案: A
解析: 由以及,可得
。
这说明的各行向量两两正交,并且每一行向量的长度平方均等于。
另一方面,对两边取行列式。由于为三阶矩阵,
,而,故
,即或。
若,则由可知,这与矛盾。因此
。
设,则第一行向量的长度平方为
。
所以
。
故选A。
- 【2013-123-4分】 设是三阶非零矩阵,为的行列式,为的代数余子式,若,则________.
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答案:
解析: 条件表明
。
注意伴随矩阵的第行第列元素为,因此
。
由伴随矩阵恒等式,得
。
若,则。由于为实矩阵,意味着的每一行向量长度均为零,从而,与题设“为非零矩阵”矛盾。因此。
对两边取行列式。因为三阶矩阵,
,
而
。
故
。
由,可得
。
- 【2009-123-4分】 设均为2阶方阵,分别为的伴随矩阵,若,,则分块矩阵的伴随矩阵为( )
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答案: B
解析: 记
。
由于,,所以均可逆,且
。
均为二阶矩阵,交换两个含2行的分块所产生的符号为,因此
。
于是
。
又因为
,
,
所以
,。
故
,
选择B。其余选项均混淆了伴随矩阵所在的分块位置或相应的系数。
- 【2021-1-5分】 设为3阶矩阵,为元素的代数余子式,若的每行元素之和均为2,且,则
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答案:
解析: 令
。
由于的每行元素之和均为2,因此
。
又因,矩阵可逆。两边左乘,得
。
由,可得
。
伴随矩阵的第一行是
,
所以的第一个分量正是
。
因此
。
大题
- 【1992-5-6分】 已知实矩阵满足条件:(1),其中是的代数余子式;(2),计算行列式
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答案:
解析: 由条件可知,矩阵的代数余子式矩阵就是本身。
伴随矩阵由代数余子式矩阵转置得到,因此
。
利用伴随矩阵的基本恒等式
,
可得
。
比较上式左、右两边的第个元素,有
。
由于,故
,
从而。
另一方面,对等式两边取行列式。因为是三阶矩阵,
,
而
。
因此
,
即
。
结合,得到
。
本题关键是区分“代数余子式矩阵”与“伴随矩阵”:伴随矩阵是代数余子式矩阵的转置。
- 【1993-5-8分】 已知三阶矩阵的逆矩阵为,试求伴随矩阵的逆矩阵.
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答案:
解析: 记
。
先计算。有
,
且
。
所以
,
从而
。
由可逆矩阵伴随矩阵公式
,
因此
。
下面计算。矩阵的伴随矩阵为
,
故
。
于是
。
相关知识点是:当可逆时,,并且。
- 【1994-2-6分】 设为阶非零方阵,是的伴随矩阵,是的转置矩阵,当时,证明.
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答案: 。
解析: 由伴随矩阵的基本恒等式
,
以及题设,可得
。
下面用反证法。假设
,
则上式化为
。
设。矩阵的第个元素为的第行向量与自身的内积,即
。
由于,故对每个都有
。
各项均为非负实数,因此必有
。
这说明的每一行均为零向量,从而
,
与题设为非零方阵矛盾。
因此假设不成立,必有
。
本题的关键判断依据是:对实矩阵而言,必推出,因为的对角元是各行元素平方和。