2. 考研
  3. [2001年] 已知三阶矩阵A与三维向量X，使得向量组X，AX，A2X线性无关，且满足A3X=3AX一2A2X．(1)记P=[X，AX，A2X]，求三阶矩阵B，使A=PBP-1；(2)计算行列式∣A+E∣．

[2001年] 已知三阶矩阵A与三维向量X，使得向量组X，AX，A2X线性无关，且满足A3X=3AX一2A2X．(1)记P=[X，AX，A2X]，求三阶矩阵B，使A=PBP-1；(2)计算行列式∣A+E∣．

admin2019-05-10  35
问题 [2001年]  已知三阶矩阵A与三维向量X，使得向量组X，AX，A2X线性无关，且满足A3X=3AX一2A2X．(1)记P=[X，AX，A2X]，求三阶矩阵B，使A=PBP-1；(2)计算行列式∣A+E∣．
选项
答案本题是求A的相似矩阵：B=P-1AP，但P=[X，AX，A2X]中的向量不是A的特征向量，故它不是通常的相似对角化问题．可采用相似对角化思想，即将A=PBP-1改写为AP=PB，由此求出B．至于行列式∣A+E∣可利用相似矩阵的行列式相等求得． (1)解一 设B=[*]，由AP=PB得到 [AX，A2X，A3X]=[X，AX，A2X][*] 即 [*] 由于X，AX，A2X线性无关，由式①可得a1=0,b1=l，c1=0；由式②可得a2=0,b2=0，c2=l； 由式③可得a3=0,b3=3，c3=一2，于是B=[*] 解二 B=P-1AP=[X，AX，A2X]-1A[X，AX，A2X]=[X，AX，A2X]-1[AX，A2X，A3X] =[X，AX，A2X]-1[AX，A2X，3AX一2A2X] =[X，AX，A2X]-1[X，AX，A2X][*] (2)由(1)知，A与B相似，则由命题2．5．3．4知A+E与B+E也相似，且 ∣A+E∣=∣B+E∣=[*]=一4．
解析
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考研数学二

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