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國中教甄|數學數學102 年第 19 題單選題

以下矩陣都是 階方陣,下列何者為正確?

A如果 $\mathbf{AB} = \mathbf{CB}$ ,且 $\mathbf{B} \neq \mathbf{0}$ ,則 $\mathbf{A} = \mathbf{C}$
B如果 $\mathbf{A}^2 = \mathbf{A}$ ,則 $\mathbf{A} = \mathbf{0}$ 或 $\mathbf{A} = \mathbf{I}$ (其中 I 為單位矩陣)
C$(\mathbf{A} + \mathbf{B})(\mathbf{A} - \mathbf{B}) = \mathbf{A}^2 - \mathbf{B}^2$
D如果 $\mathbf{AB} = \mathbf{I}$ ,則 A 的轉置矩陣 $\mathbf{A}^{\mathrm{T}}$ 必為可逆。正確答案
答案與詳解
D
正確答案
矩陣乘法不具交換律與消去律,但方陣若存在反矩陣則其轉置矩陣亦必可逆。

逐選項解析

A如果 $\mathbf{AB} = \mathbf{CB}$ ,且 $\mathbf{B} \neq \mathbf{0}$ ,則 $\mathbf{A} = \mathbf{C}$✕ 易錯陷阱
矩陣乘法不滿足消去律。若 $\mathbf{B}$ 為不可逆矩陣(奇異矩陣),即使 $\mathbf{B} \neq \mathbf{0}$,由 $\mathbf{AB} = \mathbf{CB}$ 亦無法推得 $\mathbf{A} = \mathbf{C}$。
B如果 $\mathbf{A}^2 = \mathbf{A}$ ,則 $\mathbf{A} = \mathbf{0}$ 或 $\mathbf{A} = \mathbf{I}$ (其中 I 為單位矩陣)✕ 易錯陷阱
滿足 $\mathbf{A}^2 = \mathbf{A}$ 的矩陣稱為冪等矩陣。除了零矩陣與單位矩陣外,仍存在其他冪等矩陣(如對角線元素為 1 和 0 的對角矩陣),故不一定為 $\mathbf{0}$ 或 $\mathbf{I}$。
C$(\mathbf{A} + \mathbf{B})(\mathbf{A} - \mathbf{B}) = \mathbf{A}^2 - \mathbf{B}^2$✕ 易錯陷阱
D如果 $\mathbf{AB} = \mathbf{I}$ ,則 A 的轉置矩陣 $\mathbf{A}^{\mathrm{T}}$ 必為可逆。✓ 正確

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