设α为n维单位列向量,E为n阶单位矩阵,则( )

admin2018-07-26  34

问题 设α为n维单位列向量,E为n阶单位矩阵,则(    )

选项 A、E-ααT不可逆.
B、E+ααT不可逆.
C、E+2ααT不可逆.
D、E-2ααT不可逆.

答案A

解析 1 如果取2维单位向量α=,则题中4个选项中的矩阵依次为

其中只有选项A中的矩阵是不可逆的,其余均可逆,故选A.
2 对于任意的n维单位列向量α,可以证明选项A中的矩阵的行列式必等于零,为简明起见,以n=3为例来证明(一般情形的证明类似).设α=(α1,α2,α3)T是任意的3维单位列向量,则a12+a22+a32=1,选项A中的矩阵的行列式为(不妨设a1≠0)
det(E-ααT)

分别将第2行的a2倍、第3行的a3倍加到第1行上去,并利用a12+a22+a32=1,得行列式的第1行为零行,故该行列式等于零,从而知选项A中的矩阵是不可逆的,故选A.
3 对于单位列向量α,有αTα=1,由于
(E-ααT)α=α-α(αTα)=α-α=0,
故齐次线性方程组(E-ααT)x=0存在非零解α,因此矩阵E-ααT不可逆,故选A.
4 对于单位列向量α,有αTα=1,于是有
(E+ααT)(E-α(αTα)αT=E,
(E+ααT)-1=E-ααT
(E+2ααT)(E-α(αTα)αT=E,
(E+2ααT)-1=E-ααT
(E-2ααT)(E-2ααT)=E-2ααT-2αTα+4α(αTα)αT=E,
(E-2ααT)-1=E-2ααT
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