Ejercicio de matrices 75 resuelto: ¿B²=AB implica que |A|=|B|?

Enunciado

Sean A y B matrices cuadradas no nulas con B²=AB. Decidir si necesariamente |A|=|B| y analizar las justificaciones propuestas en el enunciado.
Ver solución paso a pasoDesarrollo, resultado e interpretación

Desarrollo paso a paso

1. Reescribir la hipótesis

B²=AB  ⇔  (B-A)B=0

Que un producto sea cero no obliga a que uno de los factores sea cero.

2. Contraejemplo del propio enunciado

A=[[0,2],[2,0]],  B=[[1,1],[1,1]]
B²=AB=[[2,2],[2,2]]
det(A)=-4,  det(B)=0

Luego |A|≠|B|.

3. Caso especial B invertible

Si B es invertible sí podemos multiplicar por B^-1:

(B-A)B=0 ⇒ B-A=0 ⇒ A=B

Nota sobre la fuente

Las opciones a) y d) del documento son ambas matemáticamente válidas como justificación de que la afirmación general es falsa.

Método utilizado

Contraejemplo y condición de invertibilidad

Resultado final

No. La afirmación es falsa en general. El propio contraejemplo A=[[0,2],[2,0]], B=[[1,1],[1,1]] cumple B²=AB pero det(A)=-4 y det(B)=0. Si B fuese invertible, entonces sí se deduciría A=B.

Interpretación del resultado

No se puede cancelar una matriz B en (B-A)B=0 salvo que B sea invertible. El test original tiene dos justificaciones válidas de que la proposición general es falsa (las opciones a y d), por lo que no es un test de respuesta única bien planteado.

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