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设矩阵A=,P=,B=P﹣1A*P,求B+2E的特征值与特征向量,其中A*为A的伴随矩阵,E为3阶单位矩阵.
设矩阵A=,P=,B=P﹣1A*P,求B+2E的特征值与特征向量,其中A*为A的伴随矩阵,E为3阶单位矩阵.
admin
2020-06-05
27
问题
设矩阵A=
,P=
,B=P
﹣1
A
*
P,求B+2E的特征值与特征向量,其中A
*
为A的伴随矩阵,E为3阶单位矩阵.
选项
答案
因为矩阵A的特征多项式为: |A-λE|=[*] =(7-λ)(1-λ)
2
所以矩阵A的特征值是λ
1
=7,λ
2
=λ
3
=1.根据矩阵特征值的性质可知|A|=λ
1
λ
2
λ
3
=7.若Ap=λp,则A
*
P=[*].因此A
*
的特征值λ
1
*
=1,λ
2
*
=λ
3
*
=7.注意到相似矩阵具有相同的特征值,于是B=P
﹣1
A
*
P的特征值依次为1,7,7,而矩阵B+2E的特征值依次为3,9,9.由Ap=λp,有A
*
P=[*].那么 B(P
﹣1
α)=(P
﹣1
A
*
P)(P
﹣1
p)=P
﹣1
A
*
P=[*](P
﹣1
p) 从而 (B+2E)(P
﹣1
p)=[*](P
﹣1
p) 因为矩阵A属于特征值λ=7的特征向量为p
1
=(1,1,1)
T
,而属于特征值λ=1的特征向量可取为p
2
=(﹣1,1,0)
T
,p
3
=(﹣1,0,1)
T
. 由P
﹣1
=[*],得P
﹣1
p
1
=[*].于是B+2E属于特征值λ=3的特征向量是c
1
(0,1,1)
T
(c
1
≠0). 类似地,P
﹣1
p
2
=(1,﹣1,0)
T
,P
﹣1
p
3
=(﹣1,﹣1,1)
T
,则B+2E属于特征值λ=9的特征向量是c
2
(1,﹣1,0)
T
+c
3
(﹣1,﹣1,1)
T
,(c
2
,c
3
不全为零). 方法二 先分别求出A
*
与P
﹣1
.由已知条件,由 A
*
=[*].P
﹣1
=[*] 从而 B=P
﹣1
A
*
P=[*],B+2E=[*] 因为矩阵B+2E的特征多项式为: |(B+2E)-λE|=[*] =﹣(λ-9)(λ
2
-12λ+27) =﹣(λ-9)
2
(λ-3) 所以B+2E的特征值为9,9,3. 当λ=9时,解方程[(B+2E)-9E]x=0,由 (B+2E)-9E=[*] 得基础解系p
1
=(﹣1,1,0)
T
,p
2
=(﹣2,0,1)
T
,所以对应λ=9的特征向量是c
1
p
1
+c
2
p
2
,其中c
1
,c
2
不全为0. 当λ=3时,解方程[(B+2E)-3E]x=0.由 [(B+2E)-3E]=[*] 得基础解系p
3
=(0,1,1)
T
,所以属于λ=3的特征向量为c
3
p
3
(c
3
≠0).
解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/8Nv4777K
0
考研数学一
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