设A为n阶非零矩阵,且存在自然数k,使得Ak=O.证明:A不可以对角化.

admin2023-02-21  21

问题 设A为n阶非零矩阵,且存在自然数k,使得Ak=O.证明:A不可以对角化.

选项

答案方法一 令AX=λX(X≠0),则有AkX=λkX,因为Ak=O,所以λkX=0,注意到X≠0,故λk=0,从而λ=0,即矩阵A只有特征值0(n重). 因为r(OE-A)=r(A)≥1.所以方程组(0E-A)X=0的基础解系至多含n-1个线性无关的解向量,故矩阵A不可对角化. 方法二 设矩阵A可以对角化,即存在可逆阵P,使得 [*] 从而有λ1=λ2=…=λn=0, 于是P-1AP=O,进一步得A=O,与已知矛盾,所以矩阵A不可以对角化.

解析
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