本节对于伴随矩阵的基本定义和性质进行了总结,是我们在考研中容易忽略的一部分内容,希望大家重视!!!

定义 1. 设

定义 A 的伴随矩阵 A*为:

其中

的代数余子式.

定理 1. m × n 矩阵 A 的秩为 r 的充分与必要条件为:存在 m 阶满秩矩阵 P 与 n 阶满秩矩阵 Q 使得

其中 Er 为 r 阶单位矩阵.

定理2.

若A可逆,由此可得

伴随矩阵的性质:

1.(2017汕头大学)

证明: (1)当

时,有

(2) 当 |AB|=0 时,令

则存在无穷多个x的值使得
都可逆,于是有

上面两边矩阵的元素都是x的多项式,且有无穷多个x的值使得等式成立. 从而等式恒成立.于是当x=0时,即得结论成立.

2.设 A 为 n 阶方阵,则

k 是一个数,特别的,

证明:若 kA可逆,则

若 kA不可逆,令B=kA+tE,则存在无穷多个t的值使得B可逆,从而有

对无穷多个t的值成立,等式两边矩阵对应位置的元素都是关于t的多项式,从而上式恒成立,令t=0可得结论.

证明:若 A 可逆,则

也可逆,故

若A不可逆时,令

则存在无穷多个的值使得
可逆,从而

上式两边矩阵的元素都是t的多项式,且有无穷多个t的值使得等式成立,从而等式恒成立,于是t=0时,即可得结论.
4.(1999 扬州大学)设 A 是 n 阶矩阵

, 则有

证明: 当 r(A)=n 时,

取行列式可得

A 至少有一个 n-1 级子式不为 0, 即

又因为此时

所以有

所以

A 的任意 n -1 行皆线性相关,故它的任意 n-1 级子式都为 0, 所以

所以

5.(2004 重庆大学)设 A 为 n 阶矩阵,求证:

证明:若A可逆,则存在关系式

两边同时取行列式,可得

从而可得

若A不可逆,即|A|=0,则存在可逆矩阵P,Q,使得

其中r<n.

我们注意到:若

无论上述那种情况,我们都有

从而

上式中

都是可逆矩阵,因此

仍然成立.

岩宝小提示:本题矩阵A不可逆时,也可以用第三条性质的证明方法,这一点请大家自己尝试.
6.设 A 为 n(n>2)阶矩阵,求证:

证明:若A可逆,则

若A不可逆时,即有|A|=0,则

7.n 阶矩阵 A 的伴随矩阵

是 A 的多项式.

证明: (1)当 r(A)=n 时,设A的特征多项式为

于是

从而结论成立.

当 r(A)<n 时,考虑

由于存在无穷多个 t 的值使得
可逆,由上式可得

令k=0即可.

例.已知

求A.

解: 计算

的行列式可得

因为

可得

若 |A|=2, 由

于是

若 |A|=-2, 则

岩宝同步思考练习

1.(2018西安电子科技大学)设A为n阶实非零矩阵,且

其中

为行列式|A|中元素
的代数余子式,证明: A 可逆,并求
.

2.(2012河南师范大学)设

证明:


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