设三阶实对称矩阵A的特征值λ1=1,λ2=2,λ3=一2,α1=(1,一1,1)T是A的属于λ1的一个特征向量,记B=A5一4A3+E,其中E为三阶单位矩阵。 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;

admin2018-04-12  55

问题 设三阶实对称矩阵A的特征值λ1=1,λ2=2,λ3=一2,α1=(1,一1,1)T是A的属于λ1的一个特征向量,记B=A5一4A3+E,其中E为三阶单位矩阵。
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;

选项

答案1=(A5一4A3+E)α115α1—4λ13α11 =(λ15一4λ13+1)α1=一2α1, 则α1是矩阵B的属于一2的特征向量。 同理可得 Bα2=(λ25一4λ23+1)α22, Bα3=(λ35一4λ33+1)α33。 所以B的全部特征值为一2,1,1。 设B的属于1的特征向量为α2=(x1,x2,x3)T,显然B为对称矩阵,根据不同特征值所对应的特征向量正交可得α1Tα2=0,即x1一x2+x3=0。解方程组可得B的属于1的特征向量为α2=k1(1,0,一1)T+k2(1,1,0)T,其中k1,k2为不全为零的任意常数。故B的属于一2的特征向量为 k3(1,一1,1)T,其中k3是不为零的常数。

解析 考查的是特征值和特征向量的定义。矩阵B实际上是关于矩阵A的多项式,它们有相同的特征向量,利用Aαiiαi可以直接计算Bα1,Bα2,Bα3,进而求出矩阵B的特征值。
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