迹$tr(A)$是研究矩阵的一个重要的相似不变量

迹在处理某些问题时有特别的方便,算是一个有趣的角度,这一节介绍一下基本性质,首先是线性,对称性,交换性

43. 设A,B是n阶矩阵,求证:

(1) $tr(A+B)=tr(A)+tr(B)$

(2) $tr(kA)=ktr(A)$

(3) $tr(A')=tr(A)$

(4) $tr(AB)=tr(BA)$

44. 求证:不存在n阶矩阵A,B,使得$AB-BA=kI-{n} (k≠0)$

45. 设A为n阶矩阵,P是同阶可逆阵,求证:$tr(P^{-1}AP)=tr(A)$,即相似矩阵有相同的迹

46. 证明下列结论:

(1) 若A是$m×n$ 实矩阵,则$tr(AA’\ge 0)$,等号成立的充要条件是 $A=O$;

(2) 若A是$m×n$ 复矩阵,则$tr(A\overline{A}’\ge 0)$,等号成立的充要条件是 $A=O$;

47. 设$A_{1},A_{2},\cdots,A_{k}$为实对称阵,且$A_{1}^{2}+A_{2}^{2}+\cdots+A_{k}^{2}=O$,证明:每个$A_{i}=O$

48. 证明下列结论

(1) 设n阶实矩阵A适合$A’=-A$,如果存在同阶实矩阵B,使得$AB=B$,则$B=O$;

(2) 设n阶实矩阵A适合$\overline{A}’=-A$,如果存在同阶复矩阵B,使得$AB=B$,则$B=O$

49. 设A为n阶实矩阵,求证:$tr(A^{2}) \le tr(AA’)$,等号成立当且仅当A是对称阵

50. 设$A,B$是两个n阶矩阵,使得$tr(ABC) = tr(CBA)$,此之对任意的n阶矩阵C,求证:AB=BA

51. 设f是数域$\mathbb{F}$上n阶矩阵集合到 $\mathbb{F}$ 的一个映射,它满足下列条件:

(1) 对任意的n阶矩阵$A,B,f(A+B)=f(A)+f(B)$; (2) 对任意的n阶矩阵$A$和$\mathbb{F}$中的数k,$f(kA)=kf(A)$; (3) 对任意的n阶矩阵$A,B,f(AB)=f(BA)$; (4) $f(I_{n})=n$. 求证:$f$就是迹,即$f(A)=tr(A)$对任一切$\mathbb{F}$上n阶矩阵$A$成立