kaoyan3basic 线性代数 第359题

教材习题

📝 题目

### 第359题 359 已知 $\boldsymbol{X A}+2 \boldsymbol{E}=\boldsymbol{X}+\boldsymbol{B}$ ,其中 $\boldsymbol{A}=\left[\begin{array}{ll}1 & 2 \\ 1 & 1\end{array}\right], \boldsymbol{B}=\left[\begin{array}{cc}2 & 2 \\ 1 & -1\end{array}\right]$ ,则 $\boldsymbol{X}=$ (A)$\left[\begin{array}{cc}1 & -3 \\ 0 & 1\end{array}\right]$ . (B)$\left[\begin{array}{cc}-1 & 3 \\ 0 & -1\end{array}\right]$ . (C)$\displaystyle \left[\begin{array}{cc}1 & 0 \\ -\frac{3}{2} & 1\end{array}\right]$ . (D)$\displaystyle \left[\begin{array}{cc}2 & 0 \\ -3 & \frac{1}{2}\end{array}\right]$ .

💡 答案解析

**答案**:A **解析**:步骤1:由$XA+2E = X+B$,移项得$XA - X = B - 2E$,即$X(A-E) = B-2E$。步骤2:计算$A-E = \begin{bmatrix} 0 & 2 \\ 1 & 0 \end{bmatrix}$,$B-2E = \begin{bmatrix} 0 & 2 \\ 1 & -3 \end{bmatrix}$。步骤3:解矩阵方程$X(A-E) = B-2E$,则$X = (B-2E)(A-E)^{-1}$。步骤4:求$\displaystyle (A-E)^{-1} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ \frac{1}{2} & 0 \end{bmatrix}$。步骤5:$\displaystyle X = \begin{bmatrix} 0 & 2 \\ 1 & -3 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ \frac{1}{2} & 0 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 0 \\ -\frac{3}{2} & 1 \end{bmatrix}$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:将方程化为标准形式
由 XA + 2E = X + B,移项得 XA - X = B - 2E,即 X(A - E) = B - 2E。
公式:XA - X = X(A - E)
提示:注意矩阵乘法不满足交换律,但提取公因子时需注意方向。
步骤 2/5
目标:计算 A-E 和 B-2E
A - E = [[0, 2], [1, 0]],B - 2E = [[0, 2], [1, -3]]。
公式:A - E = [[0,2],[1,0]], B-2E = [[0,2],[1,-3]]
提示:单位矩阵 E 是 2×2 矩阵。
步骤 3/5
目标:求解矩阵方程 X = (B-2E)(A-E)^{-1}
由于 X(A-E) = B-2E,且 A-E 可逆,则 X = (B-2E)(A-E)^{-1}。
公式:X = (B-2E)(A-E)^{-1}
提示:注意乘法的顺序:右乘逆矩阵。
步骤 4/5
目标:求 (A-E) 的逆矩阵
对于矩阵 [[0,2],[1,0]],其逆矩阵为 [[0,1],[1/2,0]]。
公式:[[0,2],[1,0]]^{-1} = [[0,1],[1/2,0]]
提示:利用二阶矩阵求逆公式或解方程组。
步骤 5/5
目标:计算 X
X = [[0,2],[1,-3]] * [[0,1],[1/2,0]] = [[1,0],[-3/2,1]]。
公式:矩阵乘法:[[0,2],[1,-3]] * [[0,1],[1/2,0]] = [[1,0],[-3/2,1]]
提示:注意矩阵乘法规则。

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