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2020 年考研数学(一) 第 5 题

选择题 · 4 分

若矩阵 经初等列变换化成 ,则(  )
  • A存在矩阵 ,使得 .
  • B存在矩阵 ,使得 .
  • C存在矩阵 ,使得 .
  • D方程组 与 同解.
提示 1先回忆口诀:初等"行"变换 = 左乘初等矩阵,初等"列"变换 = 右乘初等矩阵。本题是列变换,该往哪边乘?
提示 2于是存在可逆矩阵 使 。把这个关系式作代数变形(如两边右乘 ),看能凑出四个选项中的哪一个形式。
提示 3再想反面:列变换一般写不成左乘的形式,而且会改变方程组 的解集(那是行变换才保持的性质),据此排除不一定成立的选项。
答案与详解

答案 B

思路(为什么这么做)

见到"初等列变换化成",第一反应是把它翻译成矩阵乘法:列变换对应右乘一个可逆矩阵 ,即 。剩下的只是代数变形——由 得 ,正好是""的形式。其余选项要么把右乘错当成左乘,要么误用了"保持 同解"这一行变换独有的性质,用这条界线即可排除。

解答

本题考查矩阵的初等列变换。 对矩阵作初等列变换相当于右乘一个初等矩阵。

推导。 若 经初等列变换化成 ,则存在初等矩阵 ,使得 。记 , 可逆,且 ,于是 。取 ,则 ,B 正确。

说明。 初等列变换是右乘可逆矩阵,一般不能写成左乘的形式,故 A、C 不一定成立;列变换会改变方程组 的解集,故 D 不一定成立。(若换成初等行变换,则 A、C、D 才正确。)

应选 B。

考点:初等变换与初等矩阵、矩阵的运算

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