设A,B是n阶实对称可逆矩阵,则存在n阶可逆阵P,使得下列关系式 ①PA=B; ②P-1ABP=BA; ③P-1AP=B; ④PTA2P=B2 成立的个数是 ( )

admin2019-02-18  22

问题 设A,B是n阶实对称可逆矩阵,则存在n阶可逆阵P,使得下列关系式
    ①PA=B;    ②P-1ABP=BA;    ③P-1AP=B;    ④PTA2P=B2
成立的个数是    (    )

选项 A、1
B、2
C、3
D、4

答案C

解析 逐个分析关系式是否成立.
    ①式成立.因为A,B均是N阶可逆矩阵,故存在可逆矩阵Q,w,使QA=E,WB=E(可逆矩阵可通过初等行变换化为单位矩阵),故有QA=WB,W-1QA=B.记W-1Q=P,则有PA=B成立,故①式成立.
    ②式成立.因为A,B均是n阶可逆矩阵,可取P=A,则有A-1(AB)A=(A-1A)BA=BA,故②式成立.
    ③式不成立.因为A,B均是n阶实对称矩阵,它们均可以相似于对角阵,但不一定相似于同一个对角阵,即A,B不一定相似.例如

(均满足题设的实对称可逆阵的要求),
但对任意可逆阵P,均有P-1AP=P-1EP=E≠B,故③式不成立.
    ④式成立.因为A,B均是实对称可逆矩阵,其特征值均不为零,A2,B2的特征值均大于零.故A2,B2的正惯性指数为n(秩为n,负惯性指数为0),故A2B2,即存在可逆阵P,使得PTA2P=B2.故④式成立.
由以上分析,故应选C.
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