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设α1,α2,α3为两两正交的单位向量,又β≠0且α1,α2,α3,β线性相关, 令 (Ⅰ)证明:β可由α1,α2,α3唯一线性表示; (Ⅱ)验证β为矩阵A的特征向量,并求相应的特征值.
设α1,α2,α3为两两正交的单位向量,又β≠0且α1,α2,α3,β线性相关, 令 (Ⅰ)证明:β可由α1,α2,α3唯一线性表示; (Ⅱ)验证β为矩阵A的特征向量,并求相应的特征值.
admin
2021-03-10
105
问题
设α
1
,α
2
,α
3
为两两正交的单位向量,又β≠0且α
1
,α
2
,α
3
,β线性相关,
令
(Ⅰ)证明:β可由α
1
,α
2
,α
3
唯一线性表示;
(Ⅱ)验证β为矩阵A的特征向量,并求相应的特征值.
选项
答案
(Ⅰ)因为α
1
,α
2
,α
3
为两两正交的单位向量,所以α
1
,α
2
,α
3
线性无关,又因为α
1
,α
2
,α
3
,β线性相关,令β=k
1
α
1
+k
2
α
2
+k
3
α
3
=l
1
α
1
+l
2
α
2
+l
3
α
3
, 得(k
1
-l
1
)α
1
+(k
2
-l
2
)α
2
+(k
3
-l
3
)α
3
=0, 因为α
1
,α
2
,α
3
线性无关,所以k
1
-l
1
=0,k
2
-l
2
=0,k
3
-l
3
=0,即k
1
=l
1
,k
2
=l
2
,k
3
-l
3
, 所以β可由α
1
,α
2
,α
3
唯一线性表示. (Ⅱ)设β=k
1
α
1
+k
2
α
2
+k
3
α
3
,即β=(α
1
,α
2
,α
3
)[*](其中k
1
,k
2
,k
3
唯一)。 则Aβ=(α
1
,α
2
,α
3
)[*] 因为α
1
,α
2
,α
3
两两正交且为单位向量,所以[*](α
1
,α
2
,α
3
)=E, 从而Aβ=(α
1
,α
2
,α
3
)[*] 于是β是矩阵A的属于特征值1的特征向量.
解析
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考研数学二
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