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设向量α=[a1,a2,…,an]T,β=[b1,b2,…,bn]T都是非零向量,满足aTβ=0,记n阶矩阵A=αβT.求 A的特征值和特征向量.
设向量α=[a1,a2,…,an]T,β=[b1,b2,…,bn]T都是非零向量,满足aTβ=0,记n阶矩阵A=αβT.求 A的特征值和特征向量.
admin
2019-08-06
82
问题
设向量α=[a
1
,a
2
,…,a
n
]
T
,β=[b
1
,b
2
,…,b
n
]
T
都是非零向量,满足a
T
β=0,记n阶矩阵A=αβ
T
.求
A的特征值和特征向量.
选项
答案
①求A的特征值. 解一 设Aα=λα(α≠0),则A·Aα=λAα=λ
2
α,即λ
2
α=0.因α≠0,故λ=0,即A的所有特征值等于0. 解二 由A=αβ得秩(A)≤秩(α)=1,又A≠O,秩(A)≥1,故秩(A)=1.由命题2.5.1.5知,A的n个特征值为 λ
1
=λ
1
=…=λ
n-1
, [*] 解三 因为A为幂零矩阵,由命题2.5.1.9知,其特征值都为0. ②下面求A的属于λ=0的特征向量.为此解(0E—A)X=0,即AX=0. 因α,β≠0,不妨设a
1
≠0,b
1
≠0,用初等行变换化为含最高阶单位矩阵的矩阵,得到 [*] 故一个基础解系含n-秩(A)=n-1个解向量,即 α
1
=[-b
2
/b
1
,1,0,…,0]
T
,α
2
=[-b
3
/b
1
,0,1,0,…,0]
T
,…,α
n-1
=[-b
n
/b
1
,0,…,0,1]
T
, 所以A的属于特征值0的全部特征向量为 k
1
α
1
+k
2
α
2
+…+k
n-1
α
n-1
(k
1
,k
2
,…,k
n-1
是不全为O的任意常数).
解析
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考研数学三
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