(AB)*=B*A*


一些爭論

文中試圖證偽流行的證法,但我認為證偽的過程並不嚴謹,原解答是正確的。

一些看法

​ 文中認為當兩個矩陣A,B變成不確定的函數形式,即A(x),B(x)時\((A(x)B(x))^*=B(x)^*A(x)^*\)是不成立的,但並沒有給出充足的證據。

​ 那我復述一遍證明的表述。令\(T(x)=(A(x)B(x))^*,P(x)=B(x)^*A(x)^*\) ,顯然\(T(x)_{ij},P(x)_{ij}\)是都是關於x的多項式,且都是確定的(可以用任何一種展開方式算出來)。令\(f(x)=P(x)_{ij}-Q(x)_{ij}\),因此\(f(x)\)是關於x的多項式,而我們知道\(f(x)\)有無窮多個零點,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,\(P(0)=Q(0),(A(0)B(0))^*=B(0)^*A(0)^*,(AB)^*=B^*A^*\)

​ 邏輯流暢通順並未出現漏洞。再看一眼文中如何證偽:“若x=0,則A(x)也為不可逆狀態也就不符合A和B均為方陣的條件”,這句話是自相矛盾,而且我們要證明的就是A(0)B(0)不可逆時成立呀,AB不可逆怎么又成為證偽的證據?

​ 我認為證偽不成立,原證法正確。

​ 再補充一下為什么A(x)當x足夠大時能夠可逆。回想起助教講的巧妙證法:|A(x)|是關於x的n次多項式,則必有小於等於n個的實數根,當x大於最大的根\(a0\)時,|A(x)|就不等於零,就可逆了。同理也存在實數\(a1\),使得當x>\(a1\)時使|B(x)|也不為零。那么當\(x\ge max\{a0,a1\}\)時,A(x),B(x),A(x)B(x)都可逆了。

一些故事

​ 當初在證這個式子時上網搜索,搜到了流行證法,不過看不太懂有點迷惑,然后有看到了這篇雜志,我點點頭,心想:是的,我看不懂的證明肯定是錯的。然而文中的朴素做法有點嚇人,收藏再見。

​ 第二次見它是在習題課上,助教津津有味的講解,而我懷着看過這篇文章的傲慢,對旁邊的人說你上網搜搜看,助教的證法是錯的。結果在聊天的過程中助教把題講完了,沒聽懂。

​ 再次,看卡萊-哈密頓定理時似乎打通了筋脈,忽然聯想到了它,原來流行證法是這個意思,興致大發寫下此文,然后發現卡萊-哈密頓定理的證明又看不懂了。


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