已知A,B均为n阶正定矩阵,则下列结论不正确的是
(A) A+B,A-B,AB是正定矩阵.
(B) AB的特征值全大于零.
(C) 若AB=BA,则AB是正定矩阵.
(D) 对任意正常数k与l,kA+lB为正定矩阵.
参考答案:A
解析: 对于(A):由A,B为n阶正定矩阵,故对于x∈Rn,x≠0,有xTAx>0,xTBx>0,又因为(A+B)T=AT+BT=A+B,故A+B是对称矩阵,且有xT(A+B)X=xTAx+xTBx>0,因此A+B为正定矩阵.
对于A-B,若A=B时,A-B为零矩阵,显然不是正定矩阵.
又(AB)T=BTAT=BA,由于AB=BA一般不成立,即不能保证AB是实对称矩阵,因此AB也不一定是正定矩阵.故(A)不正确,应选(A).
对于(B):由于A,B均为正定矩阵,则存在可逆矩阵P和Q,使得A=PTP,B=QTQ,于是Q(AB)Q-1=Q(PTP)(QTQ)Q-1=QPTPQT=(PQT)T(PQT),
又PQT为可逆矩阵,从而(PQT)T(PQT)是正定矩阵,它的所有的特征值都大于零,且由上式知,AB与该矩阵相似,故AB的特征值全大于零.故(B)正确.
对于(C):因为(AB)T=BTAT=BA=AB,则AB为实对称矩阵,又由(B)知AB的特征值全大于零,故AB为正定矩阵.(C)正确.
对于(D):由于对任意n维列向量x=(x1,x2,…,xn)T,有
xT(kA+lB)x=k(xTAx)+l(xTBx)>0,
故(D)正确.