复旦大学谢启鸿高等代数每周一题[2021A05]参考解答
2021-10-31 17:58 作者:CharlesMa0606 | 我要投稿
本文是本人给出的2021年复旦大学谢启鸿高等代数的每周一题[问题2021A05]的解答
题目来自于复旦大学谢启鸿教授在他的博客提供的每周一题练习
(链接:https://www.cnblogs.com/torsor/p/15329047.html)
本文仅供学习交流,如有错误恳请指正!
[问题2021A05]设为
阶方阵,满足:
其中.求证:
.
解(方法一,变形配凑)
移项可得两边左乘
,有
即
注意到我们令代入题中式子可得
从而可逆,于是
.
(方法二,类似方法一,但直接代入)
二项式展开后移项,有
其中形式上是只有
和
的矩阵多项式,从而与
可交换,而
和
也可交换
从而
(方法三,利用多项式理论)
设多项式,因为
,从而
,于是
.
那么
我们代入矩阵,可以得到:
由题,,从而
,有:
从而可逆,
,由
可交换,可得
从而
于是
注(1)方法一和方法二利用矩阵的操作,使用凑因子法“具体地”给出了的逆阵(实际上文中并没有详细写出),从而证明
,而方法三利用多项式理论证明了它的逆阵的存在性,没有繁杂的计算,显示出了多项式理论在解决某些问题时的强大
(2)本文可能与up主@SCHEME_maths 给出的解答类似,事实上本文的解法的思考以及撰写是独立完成的,但复旦大学高等代数每周一题2021A05思路分析与三种证法 - 哔哩哔哩 (bilibili.com)一文给出了解决这个问题的清晰思路,值得读者参考.
(3)文末附上图片格式的解法,有需要的读者可以自行取用,仅供学习交流
