题目
设 阶矩阵 的每一行、每一列的元素之和都为零,证明: 的每个元素的代数余子式都相等。
证明
记 ,则条件等价于:
考虑 的秩:
情形 1:。此时 的所有 阶子式均为零,故每个元素的代数余子式 ,显然都相等。
情形 2:。齐次方程组 的解空间维数为 ,而 是它的一个非零解,因此解空间由 张成。
由伴随矩阵的性质:
因为 ,故 ,从而上式为零矩阵。因此 的每一列都是 的解,即都与 成比例。即存在常数 使得
这说明 同一列中的所有代数余子式相等(注意伴随矩阵元素的下标转置)。
同理,由列和为零得 。考虑
可知 的每一行都是 的倍数,即存在常数 使得
即 同一行中的所有代数余子式也相等。
综合以上两点:所有代数余子式既同行相等又同列相等,从而全部彼此相等。


