关于同阶矩阵AC=BC能否推出A=B的技术疑问
嘿,这个问题问得特别好!你其实已经摸到关键门槛了——你的推导只在一个核心前提成立时才有效:矩阵C必须是可逆方阵。一旦C不可逆,逆命题AC=BC ⇒ A=B就会失效,下面给你掰扯得明明白白:
先确认原命题的正确性
对于同阶方阵A、B、C,若A=B,两边同时右乘C,根据矩阵乘法的基本运算性质,确实能得到AC=BC,这部分逻辑完全没问题。
逆命题失效的核心原因
你想到的“右乘C的逆矩阵C⁻¹”这个操作,有个硬性前提:C必须是可逆方阵(也就是行列式不为0、满秩的方阵)。如果C是奇异矩阵(不可逆,行列式为0),C⁻¹根本不存在,这时候你的推导逻辑直接就断了。
举个直观的例子就能秒懂:
取二阶奇异矩阵 C = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix}(行列式为1*1 - 1*1 = 0,不可逆)
再取两个完全不同的方阵:A = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}(单位矩阵),B = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}(交换矩阵)
计算一下结果:AC = \begin{pmatrix} 1*1+0*1 & 1*1+0*1 \\ 0*1+1*1 & 0*1+1*1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix}BC = \begin{pmatrix} 0*1+1*1 & 0*1+1*1 \\ 1*1+0*1 & 1*1+0*1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix}
显然AC=BC,但A≠B,这就直接证明了逆命题不成立。
再举个更极端的例子:取零矩阵C = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix},随便找两个不同的方阵A和B,AC和BC都会是零矩阵,自然相等,但A和B完全可以天差地别。
一句话总结
只有当C是可逆方阵时,AC=BC才能推出A=B(这时候你的逆矩阵推导是有效的);如果C不可逆,逆命题就不成立,因为存在大量A≠B的情况,使得它们右乘C后结果完全相同。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者SOORAJ SOMAN

