设A,B均是n阶矩阵,且r(A)+r(B)<n,证明A,B有公共的特征向量.

admin2016-05-31  29

问题 设A,B均是n阶矩阵,且r(A)+r(B)<n,证明A,B有公共的特征向量.

选项

答案设r(A)=r,r(B)=s,且α1,α2,…,αn-r是齐次方程组Ax=0的基础解系,即矩阵A关于λ=0的特征向量,同理,β1,β2,…βn-s是B关于λ=0的特征向量.那么,向量组α1,α2,…αn-r,β1,β2,…,βn-s必然线性相关(由于n-r+n-s=n+(n-r-s)>n). 于是存在不全为零的实数k1,k2,…,kn-r,l2,…,ln-s,使 k1α1+k2α2+…+kn-rαn-r+l1β1+l2β2+…+ln-sβn-s=0. 因为α1,α2,…αn-r线性无关,β1,β2,…,βn-s线性无关,所以k1,k2,…,kn-r与l1,l2,…,ln-s必分 别不全为零,令 γ=k1α1+k2α2+…+kn-rαn-r+…=-(l1β1+l2β2+…+ln-sβn-s). 由γ≠0,从特征向量性质知,γ既是A关于λ=0的特征向量,也是B关于λ=0的特征向量,因而A,B有公共的特征向量.

解析
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