设A,B为n阶矩阵,则如下命题: ①若A2~B2,则A~B; ②若A~B且A,B可逆,则A-1+A2~B-1+B2; ③若A,B特征值相同,则A~B; ④若A~B且A可相似对角化,则B可相似对角化,其中正确的命题为( ).

admin2021-01-09  50

问题 设A,B为n阶矩阵,则如下命题:  
①若A2~B2,则A~B;  
②若A~B且A,B可逆,则A-1+A2~B-1+B2;  
③若A,B特征值相同,则A~B;   
④若A~B且A可相似对角化,则B可相似对角化,其中正确的命题为(  ).

选项 A、①③
B、①②
C、②③
D、②④

答案D

解析,因为A2=B2=O,所以A2~B2
因为r(A)=1≠r(B)=0,所以A与B不相似,则①不正确;
因为A~B,所以存在可逆矩阵P,使得P-1AP=B,
从而P-1A-1P=B-1且P-1A2P=B2,于是P-1(A-1+A2)P=B-1+B2
即A-1+A2~B-1+B2,则②正确;
,显然A,B特征值相同,而r(A)≠r(B),故A与B不相似,则③不正确;
    设A~B,即存在可逆阵P1,使得P1-1AP1=B且A,B的特征值相同,设其为λ1,…,λn
    因为A可相似对角化,所以存在可逆阵P2,使得
P-1AP2=,即A=P2P2-1
于是A=P1BP-1=P2P2-1,即
P2-1BP1-1P2=,或(P1-1P2)-1BP1-1P2=
故B可相似对角化,则④正确,应选(D).
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