设A,B均为n阶方阵,试证明(A+B)^2=A^2+B^2+2AB的充要条件为AB=BA.

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/24 09:28:52
设A,B均为n阶方阵,试证明(A+B)^2=A^2+B^2+2AB的充要条件为AB=BA.

设A,B均为n阶方阵,试证明(A+B)^2=A^2+B^2+2AB的充要条件为AB=BA.
设A,B均为n阶方阵,试证明(A+B)^2=A^2+B^2+2AB的充要条件为AB=BA.

设A,B均为n阶方阵,试证明(A+B)^2=A^2+B^2+2AB的充要条件为AB=BA.
这个直接双向证明就行了.
证明: (A+B)^2=A^2+B^2+2AB
A^2+B^2+AB+BA=A^2+B^2+2AB
AB+BA=2AB
BA = AB #

充分性:
(A+B)^2=(A+B)(A+B)=A^2+B^2+AB+BA=A^2+B^2+2AB
必要性:
因为(A+B)^2=(A+B)(A+B)=A^2+B^2+AB+BA,(A+B)^2=A^2+B^2+2AB
所以AB=BA

充分性:
AB=BA
A^2+B^2+2AB=A^2+B^2+AB+AB=A^2+B^2+AB+BA=(A^2+AB)+(B^2+BA)=A(A+B)+B(B+A)=A(A+B)+B(A+B)=(A+B)(A+B)=(A+B)^2;
必要性:
(A+B)^2=(A+B)(A+B)=A^2+B^2+AB+BA=A^2+B^2+AB+AB=A^2+B^2+2AB.
只有方阵才能取平方。