(AB)*=B*A*


一些争论

文中试图证伪流行的证法,但我认为证伪的过程并不严谨,原解答是正确的。

一些看法

​ 文中认为当两个矩阵A,B变成不确定的函数形式,即A(x),B(x)时\((A(x)B(x))^*=B(x)^*A(x)^*\)是不成立的,但并没有给出充足的证据。

​ 那我复述一遍证明的表述。令\(T(x)=(A(x)B(x))^*,P(x)=B(x)^*A(x)^*\) ,显然\(T(x)_{ij},P(x)_{ij}\)是都是关于x的多项式,且都是确定的(可以用任何一种展开方式算出来)。令\(f(x)=P(x)_{ij}-Q(x)_{ij}\),因此\(f(x)\)是关于x的多项式,而我们知道\(f(x)\)有无穷多个零点,容易得到\(f(x)=0\) 。所以\(f(0)=0,P(0)_{ij}=Q(0)_{ij}\) 而由\(i,j\)的任意性,\(P(0)=Q(0),(A(0)B(0))^*=B(0)^*A(0)^*,(AB)^*=B^*A^*\)

​ 逻辑流畅通顺并未出现漏洞。再看一眼文中如何证伪:“若x=0,则A(x)也为不可逆状态也就不符合A和B均为方阵的条件”,这句话是自相矛盾,而且我们要证明的就是A(0)B(0)不可逆时成立呀,AB不可逆怎么又成为证伪的证据?

​ 我认为证伪不成立,原证法正确。

​ 再补充一下为什么A(x)当x足够大时能够可逆。回想起助教讲的巧妙证法:|A(x)|是关于x的n次多项式,则必有小于等于n个的实数根,当x大于最大的根\(a0\)时,|A(x)|就不等于零,就可逆了。同理也存在实数\(a1\),使得当x>\(a1\)时使|B(x)|也不为零。那么当\(x\ge max\{a0,a1\}\)时,A(x),B(x),A(x)B(x)都可逆了。

一些故事

​ 当初在证这个式子时上网搜索,搜到了流行证法,不过看不太懂有点迷惑,然后有看到了这篇杂志,我点点头,心想:是的,我看不懂的证明肯定是错的。然而文中的朴素做法有点吓人,收藏再见。

​ 第二次见它是在习题课上,助教津津有味的讲解,而我怀着看过这篇文章的傲慢,对旁边的人说你上网搜搜看,助教的证法是错的。结果在聊天的过程中助教把题讲完了,没听懂。

​ 再次,看卡莱-哈密顿定理时似乎打通了筋脉,忽然联想到了它,原来流行证法是这个意思,兴致大发写下此文,然后发现卡莱-哈密顿定理的证明又看不懂了。


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