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设n阶方阵A满足A2一A一2I=0,则必有( ). A. A=2I; B. A=—I; C. A—I可逆; D. A不可逆.

设n阶方阵A满足A2一A一2I=0,则必有( ). A. A=2I; B. A=—I; C. A—I可逆; D. A不可逆.

要判断满足矩阵方程 A2A2I=0n 阶方阵 A 的性质,可通过方程变形和矩阵可逆性判定分析如下:

对选项A和B的分析:矩阵方程的解不唯一

已知 A2A2I=0,因式分解得 (A2I)(A+I)=0。但矩阵乘法不满足消去律,即 AB=0 不能推出 A=0B=0。例如,取 A=(2001),可验证其满足方程但既非 \(2I\) 也非 \(-I\)。因此选项A、B错误。

对选项C的分析:\(A - I\) 可逆的证明

由方程 \(A^2 - A - 2I = 0\) 移项得 \(A^2 - A = 2I\),即 \(A(A - I) = 2I\)。两边同时左乘 \(\frac{1}{2}\),有 \(\left( \frac{1}{2}A \right)(A - I) = I\)
这表明 \(A - I\) 存在左逆矩阵 \(\frac{1}{2}A\),而方阵的左逆矩阵存在等价于矩阵可逆,故 \(A - I\) 可逆,其逆矩阵为 \(\frac{1}{2}A\)。因此选项C正确。

对选项D的分析:\(A\) 可逆的证明

假设 \(A\) 不可逆,则 \(\det(A) = 0\)。由 \(A(A - I) = 2I\) 两边取行列式,得 \(\det(A) \cdot \det(A - I) = \det(2I) = 2^n\)\(n\) 阶单位矩阵行列式为 \(2^n \neq 0\))。若 \(\det(A) = 0\),则左边为0,与右边非零矛盾,故 \(\det(A) \neq 0\)\(A\) 可逆。因此选项D错误。

结论:正确选项为 C。矩阵方程的解不唯一,但可直接构造出 \(A - I\) 的逆矩阵,证明其可逆性。

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