问题
问答题
设A是n阶实对称矩阵,如果A2=O,证明A=O.并举例说明,如果A不是实对称矩阵,上述命题不正确.
答案
参考答案:[证] 设
[*]
因A2=O且AT=A,故
A2=AAT=0,
即
[*]
从而得[*]
从而有 aij=0,i=1,2,…,n,j=1,2,…,n.故得证A=O.
[*]
解析:[评注] 证明矩阵A=O通常有两种构思,一个是按定义,设法证出每个元素aij=0(如本题);也可设法证出秩r(A)=0.从而A=O。本题还可以如下证明:
方法二 (用秩) 按已知有ATA=A2=0,那么对任意的n维向量x,恒有
xT(ATA)x=0[*](Ax)T(Ax)=0
从而[*]恒有Ax=0,所以齐次方程组Ax=0有n个线性无关的解.那么n-r(A)=n.即r(A)=0,因此A=O.
方法三 (用秩) 根据r(ATA)=r(A).由题设ATA=A2=0.故r(ATA)=0.即有r(A)=0.所以A=O.
方法四 (用相似) 因为A是实对称矩阵知,A~A.即P-1AP=Λ,那么A=PΛP-1.于是PΛ2p-1=0[*]Λ2=O[*]Λ=O[*]A=O.