设A,B为同阶方阵。 (Ⅰ)若A,B相似,证明A,B的特征多项式相等; (Ⅱ)举一个二阶方阵的例子说明(I)的逆命题不成立; (Ⅲ)当A,B为实对称矩阵时,证明(Ⅰ)的逆命题成立。

admin2019-03-07  46

问题 设A,B为同阶方阵。
(Ⅰ)若A,B相似,证明A,B的特征多项式相等;
(Ⅱ)举一个二阶方阵的例子说明(I)的逆命题不成立;
(Ⅲ)当A,B为实对称矩阵时,证明(Ⅰ)的逆命题成立。

选项

答案(Ⅰ)若A,B相似,那么存在可逆矩阵P,使P-1AP=N,故 |λE一B|=|λE-P-1AP|=|P-1λEP-P-1AP|=|P-1(λE一A)P|=|P-1 |λE一A||P|=|λE一A|。 (Ⅱ)令 [*] 那么|λE-A|=λ2=|λE-B|。 假设A,B相似,则存在可逆矩阵P,使P-1AP=B=0。从而与A=PBP-1。矛盾,因此A与B不相似。 (Ⅲ)由A,B均为实对称矩阵知,A,B均相似于对角阵,设特征多项式的根都为λ1,…,λn,则有A相似于 [*] 即存在可逆矩阵P,Q,使 [*] 于是(PQ-1)-1A(PQ-1)=B。由PQ-1为可逆矩阵知,A与B相似。

解析
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