(2007年试题,24)设三阶对称矩阵A的特征值λ1=1,λ2=2,λ3=一2,又α1=(1,一1,1)T是A的属于λ1的一个特征向量.记B=A2一4A3+E,其中E为三阶单位矩阵. (I)验证α1是矩阵B的特征向量,并求B的全部特征值与特征向量; (Ⅱ)

admin2014-08-19  34

问题 (2007年试题,24)设三阶对称矩阵A的特征值λ1=1,λ2=2,λ3=一2,又α1=(1,一1,1)T是A的属于λ1的一个特征向量.记B=A2一4A3+E,其中E为三阶单位矩阵.
(I)验证α1是矩阵B的特征向量,并求B的全部特征值与特征向量;
(Ⅱ)求矩阵B.

选项

答案(I)容易验证A1nα11nα1(n=1,2,…),于是Bα1=(A5一4A3+B)α1=(λ15一4λ13+1)α1=一2α1于是一2是矩阵B的特征值,k1α1是B属于特征值一2的全部特征向量(k1∈R,非零).同理可求得矩阵B的另外两个特征值1,1.因A为实对称矩阵,则B也为实对称矩阵,于是矩阵曰属于不同特征值的特征向量正交.设B的属于1的特征向量为(x1,x2,x3)T,则有方程x1一x2+x3=0于是求得B的属于1的全部特征向量为β=k2α2+k3α3,其中α2=(一1,0,1)T,α3=(1,1,0)T,k2,k3∈R,不全为零.(Ⅱ)令矩阵P=(α1,α2,α3)=[*]则P-1BP=diag(一2,1,1),于是[*]

解析
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