设三阶实对称矩阵A的各行元素之和均为3,向量a1=(-1,2,-1)T=(0,-1,1)T是线性方程组Ax=0的两个解; (Ⅰ)求A的特征值与特征向量; (Ⅱ)求正交矩阵Q和对角矩阵A,使得QTAQ=L; (Ⅲ)求A及(A- (3/2)E)6,其中E为三阶

admin2013-09-29  52

问题 设三阶实对称矩阵A的各行元素之和均为3,向量a1=(-1,2,-1)T=(0,-1,1)T是线性方程组Ax=0的两个解;
(Ⅰ)求A的特征值与特征向量;
(Ⅱ)求正交矩阵Q和对角矩阵A,使得QTAQ=L;
(Ⅲ)求A及(A- (3/2)E)6,其中E为三阶单位矩阵.

选项

答案(Ⅰ)依题意,因为A=[*] 所以3是矩阵A的一个特征值,a=(1,1,1)T是A属于3的特征向量, 又因为Aa1=0=0Aa1,Aa2=0=0a2,所以a1,a2是矩阵A属于λ=0的特征向量, 所以A的特征值是3、0、0,且λ=0的特征向量为 k1(-1,2,-1)T+后:(0,-1,1)T(k1,k2是不全为0的常数), λ=3的特征向量为k=(1,1,1)T(k≠0为常数). (Ⅱ)由于a1,a2不正交,所以要做Schmidt正交化: β1=a1=(-1,2,-1)T [*] 令Q=(γ1,γ2,γ3)=[*] (Ⅲ)由A(a1,a2,a)=(0,0,3a),有 A=(0,0,3a)(a1,a2,a)-1=[*] 记[*] 则P-1BP=[*],将其记为A1,其中P=(a1,a2,a), 所以B6=PA16P-1=(3/2)6=(3/2)6E.

解析
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