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矩阵可逆的一种刻画方式
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发布时间:2019-03-08

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矩阵A满足A + A^T = I,证明其可逆性

矩阵A满足A + A^T = I,我们需要证明A是可逆的。


证明一:反证法

假设A不可逆,那么根据矩阵的理论,存在至少一个非零矩阵x0,使得Ax0 = 0。

考虑x0^T A x0,展开得到:x0^T A x0 = x0^T (A + A^T) x0

由于A + A^T = I,代入得到:x0^T A x0 = x0^T I x0 = x0^T x0

另一方面,展开x0^T A x0,考虑到Ax0 = 0,A^T x0 = (Ax0)^T = 0^T = 0,因此:x0^T A x0 = x0^T 0 = 0

于是得到:x0^T x0 = 0

这意味着x0是一个幂等矩阵且为零矩阵。但这与我们的假设矛盾,因为x0是非零矩阵。这就说明A必须是可逆的。


结论

通过反证法,我们发现矩阵A必须是可逆的,以满足A + A^T = I的条件。因此,A是可逆的矩阵。

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