设A为n阶实对称矩阵,满足A2=E,并且r(A+E)=k<n. ①求二次型χTAχ的规范形. ②证明B=E+A+A2+A3+A4是正定矩阵,并求|B|.

admin2019-12-23  12

问题 设A为n阶实对称矩阵,满足A2=E,并且r(A+E)=k<n.
    ①求二次型χTAχ的规范形.
    ②证明B=E+A+A2+A3+A4是正定矩阵,并求|B|.

选项

答案①由于A2=E,A的特征值λ应满足λ2=1,即只能是1和-1.于是A+E的特征值只能是2和0.A+E也为实对称矩阵,它相似于对角矩阵∧,∧的秩等于r(A+E)=k.于是A+E的特征值是2(k重)和0(n-k重),从而A的特征值是1(k重)和-1(n-k重).A的正,负关系惯性指数分别为k和n-k,χTAχ的规范形为 y12+y22+…+yk2-yk+12-…-yn2. ②B是实对称矩阵.由A2=E,有B=3E+2A,B的特征值为5(k重)和1(n-k重)都是正数.因此B是正定矩阵.

解析
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