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设A为n阶方阵,秩(A)=r<n,且满足A2=2A,证明:A必相似于对角矩阵.
设A为n阶方阵,秩(A)=r<n,且满足A2=2A,证明:A必相似于对角矩阵.
admin
2017-06-26
45
问题
设A为n阶方阵,秩(A)=r<n,且满足A
2
=2A,证明:A必相似于对角矩阵.
选项
答案
由秩(A)=r<n,知方程组Aχ=0的基础解系含n-r个向量:ξ
1
,ξ
2
,…,ξ
n-r
. 因此,ξ
1
,ξ
2
,…,ξ
n-r
就 是A的对应于特征值0的n-r个线性无关的特征向量. 设A按列分块为A=[α
1
α
2
… α
n
],则题设条件AA=2A就是[Aα
1
Aα
2
… Aα
n
]=[2α
1
2α
2
… 2α
n
],由Aα
j
=2α
j
,知A的列向量组的极大无关组[*]就是A的对应于特征值2的r个线性无关特征向量. 再由特征值的性质,知ξ
1
,…,ξ
n-r
,[*]就是n阶方阵A的n个线性无关特征向量,所以,A必相似于对角矩阵.
解析
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考研数学三
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