设 A=αβT,B=βTα,其中βT是β的转置,求解方程 2B2A2x=A4x+B4x+γ.

admin2021-01-19  40

问题
A=αβT,B=βTα,其中βT是β的转置,求解方程
2B2A2x=A4x+B4x+γ.

选项

答案由题设得 [*] 又 A2=αβTαβT=α(βTα)βT=2A A4=(A2)2=(2A)2=8A 代入原方程,得 16Ax=8Ax+16x+γ 即 8(A一2E)x=γ(其中E是3阶单位矩阵). 令x=(x1,x2,x3)T,代入上式,得非齐次线性方程组 [*] 解其对应的齐次方程组,得通解 ξ= k(11,2,1)T,(k为任意常数), 显然,非齐次方程组有一个特解为 η*=(0,0,[*])T 于是所求方程的解为x=ξ+η*,即 [*] (k为任意常数)

解析 本题综合考查矩阵的运算和非齐次线性方程组的求解.注意,求方阵A的幂An,可以用数学归纳法,但本题在A=αβT的连乘式中会出现“左行乘右列”而得到“数”,故这里利用矩阵乘法结合律计算An最易.注意方阵(A一 2E)不可逆,因此不能利用逆矩阵法由方程8(A一2E)x=γ求出x,这时就要用元素法,即设出x=(x1,x2,x3)T,求解对应的非齐次方程组.
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