공통수학1행렬과 그 연산수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

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문제

두 이차정사각행렬 AA, BBABB2=EAB - B ^{2} = E, B3+B=EB ^{3} + B = E 를 만족시킬 때, <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (단, EE는 단위행렬이다.) [4점]

<보 기>
ㄱ. AB2=EAB ^{2} = E ㄴ. AB=BAAB = BA ㄷ. AB2=BEA - B ^{2} = B - E

ㄱ, ㄴㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

ABB2=EAB - B ^{2} = E \cdots \text{㉠}, B3+B=EB ^{3} + B = E \cdots \text{㉡} ㄱ. \text{㉠}의 양변에 BB를 곱하면 AB2B3=BAB ^{2} - B ^{3} = B \text{㉡}으로부터 B3=EBB ^{3} = E - B이므로 AB2(EB)=BAB ^{2} - ( E - B ) = B \leftrightarrow AB2=EAB ^{2} = E (참) ㄴ. \text{㉠}으로부터 (AB)B=E( A - B ) B = E \leftrightarrow B(AB)=EB ( A - B ) = EAB=BAAB = BA (참) ㄷ. \text{㉠}으로부터 AB=B2+EAB = B ^{2} + E의 양변에 B1B ^{-1}을 곱하면 A=B+B1A = B + B ^{-1} \leftrightarrow AB=B1A - B = B ^{-1} \cdots \text{㉢} \text{㉡}으로부터 B3=EBB ^{3} = E - B의 양변에 B1B ^{-1}을 곱하면 B2=B1EB ^{2} = B ^{-1} - E \leftrightarrow B2+E=B1B ^{2} + E = B ^{-1} \cdots \text{㉣} \text{㉢}, \text{㉣}로부터 AB=B2+EA - B = B ^{2} + EAB2=B+EA - B ^{2} = B + E (거짓)

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