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．

admin2017-06-26 29

问题设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．

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：ξ₁，ξ₂，…，ξ_n-r．因此，ξ₁，ξ₂，…，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＝[α₁ α₂ … α_n]，则题设条件AA＝2A就是[Aα₁ Aα₂ … Aα_n]＝[2α₁ 2α₂ … 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ξ₁，…，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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