공통수학1행렬과 그 연산수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

A+A^(-1)=O 보기

문제

이차 정사각행렬 AA에 대하여 A+A1=OA + A ^{- 1} = O 이 성립할 때, 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, OO는 영행렬) [4점]

〈 보 기 〉
ㄱ. A2005+(A2005)1=OA ^{2005} + ( A ^{2005} ) ^{- 1} = O ㄴ. A2006+(A2006)1=OA ^{2006} + ( A ^{2006} ) ^{- 1} = O ㄷ. 자연수 nn에 대하여 A+A2+A3++A4n=OA + A ^{2} + A ^{3} + \cdots + A ^{4 n} = O이다.

ㄱ, ㄴㄱ, ㄷㄴ, ㄷ

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해설

주어진 조건식의 양변에 행렬AA를 곱하여 정리하면 A2=EA ^{2} = - E, A3=AA ^{3} = - A, A4=EA ^{4} = E A2+(A2)1=EE=2EA ^{2} + ( A ^{2} ) ^{- 1} = - E - E = - 2 E A3+(A3)1=AA1=(A+A1)=OA ^{3} + ( A ^{3} ) ^{- 1} = - A - A ^{- 1} = - ( A + A ^{- 1} ) = O A4+(A4)1=E+E=2EA ^{4} + ( A ^{4} ) ^{- 1} = E + E = 2 E 또한, 행렬 AnA ^{n}은 주기가 44이므로 nn이 홀수이면 An+(An)1=OA ^{n} + ( A ^{n} ) ^{- 1} = O nn이 짝수이면 An+(An)1OA ^{n} + ( A ^{n} ) ^{- 1} \ne O ∴ ㄱ은 참, ㄴ은 거짓 한편, A+A2+A3+A4=AEA+E=OA + A ^{2} + A ^{3} + A ^{4} = A - E - A + E = O 이므로 A+A2+A3++A4n=OA + A ^{2} + A ^{3} + \cdots + A ^{4 n} = O 이다. ∴ ㄷ은 참

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