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91 指考數學甲 第 5 題
📅 91 年 📝 指考數學甲 第 5 題 題型:多選 課綱:99課綱
所謂「轉移矩陣」必須滿足下列兩個條件: (甲)該矩陣的每一個位置都是一個非負的實數 (乙)該矩陣的每一行的數字相加都等於 $1$ 以 $2 \times 2$ 矩陣為例,$\begin{bmatrix} 0.2 & 0.9 \\ 0.8 & 0.1 \end{bmatrix}$ 和 $\begin{bmatrix} 0.3 & 0.6 \\ 0.7 & 0.4 \end{bmatrix}$ 滿足(甲)(乙)這兩個條件,因此都是轉移矩陣。今設 $A$、$B$ 是兩個 $2 \times 2$ 的轉移矩陣,請問下列哪些敘述是正確的?
  1. $A^2$ 是轉移矩陣
  2. $AB$ 不滿足條件(乙)
  3. $\dfrac{1}{2}(A+B)$ 是轉移矩陣
  4. $\dfrac{1}{4}(A^2+B^2)$ 是轉移矩陣
矩陣行列式、矩陣與應用
解題手法公式代入〔AI 推測〕
答案

$(1)(3)$

詳解
由轉移矩陣的性質: $(1)$ 正確:兩個轉移矩陣的乘積依然是轉移矩陣。因此 $A^2 = A \times A$ 是轉移矩陣。 $(2)$ 錯誤:因為 $A$、$B$ 是轉移矩陣,其乘積 $AB$ 亦必為轉移矩陣,故必滿足條件(乙)。 $(3)$ 正確:設 $A=\begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \end{bmatrix}$, $B=\begin{bmatrix} b_{11} & b_{12} \\ b_{21} & b_{22} \end{bmatrix}$,則 $\dfrac{1}{2}(A+B) = \begin{bmatrix} \frac{a_{11}+b_{11}}{2} & \frac{a_{12}+b_{12}}{2} \\ \frac{a_{21}+b_{21}}{2} & \frac{a_{22}+b_{22}}{2} \end{bmatrix}$,其元素皆為非負實數,且其每一行數字相加為 $\dfrac{(a_{11}+a_{21}) + (b_{11}+b_{21})}{2} = \dfrac{1+1}{2} = 1$,故滿足條件(甲)(乙),為轉移矩陣。 $(4)$ 錯誤:因為 $A^2$ 與 $B^2$ 的行和皆為 $1$,故 $\dfrac{1}{4}(A^2+B^2)$ 的行和為 $\dfrac{1+1}{4} = \dfrac{1}{2} \ne 1$,不滿足條件(乙),故非轉移矩陣。 故選 $(1)(3)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。