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Supongamos que $A,B \in M_n( \mathbb {C})$ de tal manera que $AB-BA=A $ . Demuestra que $A$ no es invertible.

Supongamos que $A,B \in M_n( \mathbb {C})$ de tal manera que $AB-BA=A $ . Demuestra que $A$ no es invertible.

Mi trabajo:

Supongamos que $A$ es invertible. Entonces $ABA^{-1}=I+B$ . Así que $B$ es similar a $I+B$ que $B$ tienen valores propios $c_1,c_2..c_n \in \mathbb {C}$ así que $B$ tiene una base tal que $B$ es triangular superior con respecto a ella y tiene $c_1..c_n$ como entradas diagonales . Es fácil ver que $I+B$ es superior-triangular con respecto a esta base y tiene entradas $1+c_1,..1+c_n$ .

Por lo tanto $c_1+c_2+..c_n=trace (B)=trace (I+B)=(1+c_1)+..+(1+c_n)=n+c_1+..c_n $ . Así que $n=0$ . Contradicción.

No estoy seguro de que mi solución sea la correcta. Parece que está bien. Le agradecería que me confirmara que la prueba es correcta. Cualquier otra solución posible es bienvenida.

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Michael Rozenberg Puntos 677

Deje que $A$ ser invertible.

Tenemos $(AB-BA)A^{-1}=I$ o $ABA^{-1}-B=I.$

Pero $ \operatorname {tr} (ABA^{-1})= \operatorname {tr}{B},$ lo cual es una contradicción.

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