高分求解几道线性代数题目

2025-04-23 12:01:41
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回答1:

求解行列式方程|A-λE|=0,得矩阵A的特征根:1 1 10

求解(A-1E)X=0的基础解系为:
(-2 1 0)^T
(2 0 1)^T

一般说来重根的基础解系不一定是正交的,下面将其正交化
正交化方法如下:B1=A1
B2 = A2 -B1 x (A2,B1)/(B1,B1)

正交化后的结果是:
(-2 1 0)^T
(0.4 0.8 1)^T

将其单位化得:
(-0.89443 0.44721 0)^T
(0.29814 0.59628 0.74536)^T

求解(A-10E)X=0的基础解系为:
(-0.5 -1 1)^T

将其单位化得:
(-0.33333 -0.66667 0.66667)^T

将单位化后的基础解系合并,即得所求正交矩阵:
T =
-0.8944 0.2981 -0.3333
0.4472 0.5963 -0.6667
0 0.7454 0.6667
注:因为特征根的顺序不唯一,所以得到的正交矩阵T也不是唯一的

其中T^(-1)AT = T'AT =
1 0 0
0 1 0
0 0 10


A为正交阵,即A^T A=E,设A的转置为A'
有 | E + A | = | A'A + A |
= |A|| A' +E|
=-| (A + E)' |
=-| E + A |
所以 | E + A | = 0
就是说 | A - (-E)| =0
这就说明-1是他的一个特征根