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设A为三阶矩阵,α1,α2,α3为三维线性无关列向量组,且有Aα1=α2+α3,Aα2=α3+α1,Aα3=α1+α2. (1)求A的全部特征值; (2)A是否可对角化?
设A为三阶矩阵,α1,α2,α3为三维线性无关列向量组,且有Aα1=α2+α3,Aα2=α3+α1,Aα3=α1+α2. (1)求A的全部特征值; (2)A是否可对角化?
admin
2016-01-25
54
问题
设A为三阶矩阵,α
1
,α
2
,α
3
为三维线性无关列向量组,且有Aα
1
=α
2
+α
3
,Aα
2
=α
3
+α
1
,Aα
3
=α
1
+α
2
.
(1)求A的全部特征值;
(2)A是否可对角化?
选项
答案
(1)由题设知, A(α
1
+α
2
+α
3
)=2(α
1
+α
2
+α
3
), A(α
2
-α
1
)=Aα
2
一Aα
1
=α
3
+α
1
一(α
2
+α
3
)=一(α
2
-α
1
), A(α
3
-α
1
)=Aα
3
一Aα
1
=α
1
+α
2
一(α
2
+α
3
)=一(α
3
-α
1
). 又因为α
1
,α
2
,α
3
线性无关,所以 α
1
+α
2
+α
3
≠0, α
2
-α
1
≠0, α
3
-α
1
≠0. 可得一1,2是A的特征值,α
2
-α
1
,α
3
-α
1
,α
1
+α
2
+α
3
是相应的特征向量. 又由α
1
,α
2
,α
3
线性无关,得α
2
-α
1
,α
3
-α
1
也线性无关,所以一1是A的二重特征值,即A的全部特征值为一1,一1,2. (2)由α
1
,α
2
,α
3
线性无关可证明α
2
-α
1
,α
3
-α
1
,α
1
+α
2
+α
3
线性无关. 事实上,由矩阵表示法: [α
2
-α
1
,α
3
-α
1
,α
1
+α
2
+α
3
]=[α
1
,α
2
,α
3
][*] 而α
1
,α
2
,α
3
线性无关,右边的三阶行列式不等于0,其矩阵可逆,故 α
2
-α
1
,α
3
-α
1
,α
1
+α
2
+α
3
线性无关,即矩阵A有三个线性无关的特征向量,故矩阵A为可对角化.
解析
利用所给的向量等式及特征值、特征向量的定义可求出A的全部特征值及三个线性无关的特征向量.
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考研数学三
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