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三、与伴随矩阵有关的问题

小题

  1. 【1987-12-3分】阶方阵,且,而的伴随矩阵,则( ).
A.    B.    C.    D.
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答案: C

解析: 由于,矩阵可逆,且

两边取行列式,注意阶矩阵,有

,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。


  1. 【1990-5-3分】阶可逆矩阵,的伴随矩阵,则( ).
A.    B.    C.    D.
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答案: A

解析: 由伴随矩阵公式

故选A。其余选项分别漏掉了矩阵阶数或没有正确使用


  1. 【1995-45-3分】的伴随矩阵,则
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答案:

解析: 矩阵为下三角矩阵,因此

可逆。由

两边取逆可得

因此


  1. 【1996-45-3分】阶矩阵可逆是矩阵的伴随矩阵,则( ).
A.    B.    C.    D.
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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

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。


  1. 【1998-2-3分】是任一阶方阵,是其伴随矩阵,又为常数,且,则必有( ).
A.    B.    C.    D.
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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。


  1. 【2002-4-3分】阶矩阵,分别为对应的伴随矩阵,分块矩阵,则的伴随矩阵( )
A.
B.
C.
D.
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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。


  1. 【2023-23-5分】阶矩阵,阶单位矩阵,为矩阵的伴随矩阵,则( )
A.
B.
C.
D.
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答案: B

解析:

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。


  1. 【2005-3-4分】 设矩阵满足,其中的伴随矩阵,的转置矩阵,若为三个相等的正数,则为( )
A.    B.    C.    D.
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答案: A

解析: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

,则由可知,这与矛盾。因此

,则第一行向量的长度平方为

所以

故选A。


  1. 【2013-123-4分】是三阶非零矩阵,的行列式,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

,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

两边取行列式。因为三阶矩阵,

,可得


  1. 【2009-123-4分】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( )
A.    B.
C.    D.
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答案: B

解析:

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

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。


  1. 【2021-1-5分】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:

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

,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

  1. 【1992-5-6分】 已知实矩阵满足条件:(1),其中的代数余子式;(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,

因此

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。


  1. 【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:

先计算。有

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

于是

相关知识点是:当可逆时,,并且


  1. 【1994-2-6分】阶非零方阵,的伴随矩阵,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

。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。