设A是n*m阶矩阵,B是m*n阶矩阵,如果En-AB是可逆矩阵,(E是单位矩阵),证明:Em-BA也是可逆矩阵

问题描述:

设A是n*m阶矩阵,B是m*n阶矩阵,如果En-AB是可逆矩阵,(E是单位矩阵),证明:Em-BA也是可逆矩阵

这个有个很典型的公式,你是数学系的一定要会。
det(En-AB)=det(Em-BA),可逆矩阵行列式不为0,行列式不为0矩阵可逆。所以后者是可逆矩阵。
公式证明如下:分块矩阵
[En A
B Em]经过初等行列变换可以变成如下两种形式
[En 0
0 Em-BA]和
[En-AB 0
0 ,Em]
初等变换不改变行列式的值,因此得到结论。

证:因为
(E-BA)[E+B(E-AB)^-1A]
= E-BA+B(E-AB)^-1A-BAB(E-AB)^-1A
= E-BA+B(E-AB)(E-AB)^-1A
= E-BA+BA
= E.
所以 E-BA 可逆,且 (E-BA)^-1 = E+B(E-AB)^-1A.