设三阶矩阵A满足A2=E(E为单位矩阵),但A≠±E,试证明:(秩(A-E)-1)(秩(A+E)-1)=0.
问题描述:
设三阶矩阵A满足A2=E(E为单位矩阵),但A≠±E,试证明:(秩(A-E)-1)(秩(A+E)-1)=0.
答
证明:∵A2=E
∴0=(A-E)(A+E)
∴0=r((A+E)(A-E))≥r(A+E)+r(A-E)-3
∴r(A+E)+r(A-E)≤3
而 r(A+E)+r(A-E)=r(A+E)+r(E-A)≥r(A+E+E-A)=r(2E)=3
∴r(A+E)+r(A-E)=3.
又因为 A≠±E,
∴r(A+E)≠0,r(A-E)≠0
∴r(A+E),r(A-E)中有一个为1
∴(秩(A-E)-1)(秩(A+E)-1)=0.