다음은 이차정사각행렬 A가 A2=A이고 A9=A7=A를 만족시킬 때
(A−kE)−1=k(1−k2)1A2+1−k21A−k1E
임을 증명한 것이다. (단, k=0, k=±1인 실수이고, E는 단위행렬이다.)
A9=A7=A이므로 A= □(가) 이다.
A=(A−kE+kE)3 이므로
A=(A−kE)3+3(A−kE)2kE
+3(A−kE)(kE)2+(kE)3 ⋯⋯㉠
A−kE의 역행렬을 B라 하면
AB = □(나) ⋯⋯㉡
㉠의 양변에 B를 곱하면
AB =(A−kE)3B+3k(A−kE)2B+3k2(A−kE)B+k3B
= □(다)+k2E+k3B ⋯⋯㉢
㉡과 ㉢에 의하여 □(나) = □(다)+k2E+k3B
∴(k−k3)B= A2+kA+(k2−1)E
따라서, B=(A−kE)−1=k(1−k2)1A2+1−k21A−k1E
위 증명에서 (가), (나), (다)에 알맞은 것은? [3점]
| (가) | (나) | (다) |
| ① | A4 | 2kB+E | A2+A |
| ② | A4 | 2kB+E | A2+kA |
| ③ | A3 | kB+E | A2+A |
| ④ | A3 | kB+E | A2+kA |
| ⑤ | A3 | 2kB+E | A2+kA |