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设3阶对称矩阵A的特征值为λ1=6,λ2=λ3=3,与特征值λ1=6对应的特征向量为p1=(1,1,1)T,求A.
设3阶对称矩阵A的特征值为λ1=6,λ2=λ3=3,与特征值λ1=6对应的特征向量为p1=(1,1,1)T,求A.
admin
2020-06-05
57
问题
设3阶对称矩阵A的特征值为λ
1
=6,λ
2
=λ
3
=3,与特征值λ
1
=6对应的特征向量为p
1
=(1,1,1)
T
,求A.
选项
答案
方法一 由于对称矩阵不同特征值对应的特征向量相互正交,故设矩阵A的对应于特征值λ
2
=λ
3
=3的两个线性无关的特征向量为p
2
,p
3
,于是p
1
与p
2
和p
3
都正交,故有 [*] 也即p
2
,p
3
是齐次方程组p
1
T
x=0的两个线性无关的解. 齐次方程组p
1
T
x=0即x
1
+x
2
+x
3
=0,p
2
,p
3
可为上述方程组的一个基础解系,取其为p
2
=(﹣1,1,0)
T
,p
3
=(﹣1,0,1)
T
.将向量组p
2
,p
3
正交化,得 α
1
=p
2
=(﹣1,1,0)
T
, α
2
=p
3
-[*] 分别将向量p
1
,α
1
,α
2
单位化,得 [*] 令Q=(q
1
,q
2
,q
3
),则Q为正交矩阵,并有Q
T
AQ=Q
﹣1
AQ=diag(6,3,3).于是 A [*] 方法二 因为A是对称矩阵,故必存在正交矩阵Q,使得 Q
T
AQ=Q
﹣1
AQ=diag(6,3,3) 即A=Q diag(6,3,3)Q
﹣1
=Qdiag(6,3,3)Q
T
,并且,若Q按列分块为Q=(q
1
,q
2
,q
3
),则向量q
1
必定是对应于特征值λ
1
=6的单位特征向量.于是,由题设q
1
=[*] 由于A=Q diag(6,3,3)Q
﹣1
=Q diag(6,3,3)Q
T
,所以 [*] 于是 A=[*]
解析
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考研数学一
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