(I)设A是n阶方阵,满足A2=A,证明A相似于对角矩阵; (Ⅱ)设A=,求可逆矩阵P使得P-1 AP=A,其中A是对角矩阵.

admin2018-12-21  50

问题 (I)设A是n阶方阵,满足A2=A,证明A相似于对角矩阵;
(Ⅱ)设A=,求可逆矩阵P使得P-1 AP=A,其中A是对角矩阵.

选项

答案(I)由题设A2=A,故A2-A=A(A-E)=(A-E)A=O,故 故 r(A)﹢r(A-E)≤n. 又 r(A)﹢r(A-E)=r(A)﹢r(E-A)≥r(A﹢E-A)=r(E)=n, 故 r(A)﹢r(A-E)=n. 设 r(A)=r,r(A-E)=n-r. 因(A-E)A=O,r(A)=r,A中r个线性无关列向量是A的对应于特征值λ=1的特征向量,设为ξ1,ξ2,…,ξr. 又A(A-E)=O,r(A-E)=n-r,A-E中,n-r个线性无关列向量是A的对应于特征值λ=0的特征向量,记为η1,η2,…,ηn-r,不同特征值对应的特征向量线性无关. 故取P=(ξ1,ξ2,…,ξr,η1,η2,…,ηn-r),P可逆,且p-1AP=[*]. (Ⅱ)[*] 因A2=(αβT)(αβT)=[*]=αβT=A. 满足(I)的条件,由(I)知,r(A)=1,A的线性无关列向量ξ1=[*]是A的对应于特征值λ=1的特征向量. r(A-E)=2,A-E=[*]的线性无关列向量[*]是A的对应于特征值λ=0的特征向量. 取[*]

解析
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