A为方阵,它的每一行每一列都只有一个元素非零,且为1或-1,证明存在正整数k,A^k=E（单位矩阵）

题目

A为方阵,它的每一行每一列都只有一个元素非零,且为1或-1,证明存在正整数k,A^k=E（单位矩阵）

答案

注意A的列实际上就是单位阵的n个列向量的一个排列而已（不计正负号）,也就是说Ae1＝正负ej1,Ae2＝正负ej2,...,Aen＝正负ejn,其中e1 e2 ...,en是单位阵的n个列.因此存在整数k1使得A^(k1)e1=正负e1,A^(k2)e2=正负e2,...,A^(kn)en=正负en,取k1,k2,...,kn的最小公倍数k,则A^kei＝正负ei,i＝1,2,...,n.因此A^(2k)ei=ei,i＝1,2,...,n,即A^(2k)=E.