什么叫矩阵的可交换性?

如题所述

第1个回答  2022-09-24

由矩阵的理论可知,矩阵的乘法不同于数的乘法,矩阵的乘法不满足交换律,即当矩AB有意义时,矩阵BA未必有意义,即使AB, BA都有意义时它们也不一定相等。但是当A, B满足一定条件时,就有AB= BA,此时也称A与B是可交换的。

交换的条件

下面是可交换矩阵的充分条件

1、设A、B至少有一个为零矩阵,则A、B可交换;

2、设A,B至少有一个为单位矩阵则A、B可交换;

3、设A,B至少有一个为数量矩阵,则A、B可交换;

4、设A,B均为对角矩阵,则A,B可交换;

5、设A,B均为准对角矩阵准对角矩阵是分块矩阵概念下的一种矩阵。即除去主对角线上分块矩阵不为零矩阵外,其余分块矩阵均为零矩阵,则A,B可交换;

6、设A*是A的伴随矩阵,则A*与A可交换;

7、设A可逆,则A与其逆矩阵可交换;

注:A的逆矩阵经过数乘变换所得到的矩阵也可以与A进行交换。

8、A^n(n=0,1。。。),n属于N、可与A^m(m=0,1。。。),m属于N、交换。这一点由矩阵乘法的结合律证明。

定理2

1、设AB=αA+βB,其中α,β为非零实数,则A,B可交换;

2、设Am+αAB=E,其中m为正整数,α为非零实数,则A,B可交换。

定理3

1、设A可逆,若AB=O或A=AB或A=BA,则A,B可交换;

2、设A,B均可逆,若对任意实数k,均有A=A-k·E、B,则A,B可交换。

矩阵可交换的几个充要条件

定理4

下列均是A,B可交换的充要条件:

1、A²-B²=(A+B)(A-B)=(A-B)(A+B)

2、A±B、²=A²±2AB+B²;

3、AB、=AB;

4、AB、=AB

定理5

可逆矩阵A,B可交换的充要条件是:

(AB)=A·B

定理6

1、设A,B均为(反)对称矩阵,则A,B可交换的充要条件是AB为对称矩阵;

2、设A,B有一为对称矩阵,另一为反对称矩阵,则A,B可交换的充要条件是AB为反对称矩阵。

 扩展资料:

交换的性质

性质1

设A,B可交换,则有:

1、A·B=B·A,(AB)=AB,其中m,k都是正整数;

2、Af(B)=f(B)A,其中f(B)是B的多项式,即A与B的多项式可交换;

3、A-B=(A-B)(A+AB…+B)=(A+AB+…+B)(A-B)

4、(A+B)^m=(矩阵二项式定理

性质2

设A,B可交换,

1、若A,B均为对合矩阵,则AB也为对合矩阵;

2、若A,B均为幂等矩阵,则AB,A+B-AB也为幂等矩阵;

3、若A,B均为幂幺矩阵,则AB也为幂幺矩阵;

4、若A,B均为幂零矩阵,则AB,A+B均为幂零矩阵.

性质3

若A,B可交换,则A,B可同时上三角化。

参考资料来源:百度百科——可交换矩阵

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