求教个线性代数题

2024-11-05 20:47:06
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回答1:

A=PBP^-1等式两边同时右乘一个P
得AP=PB
因为P=(x,Ax,A^2x),所以AP=(Ax,A^2x,A^3x)

我们发现,右边P最高的是A^2。上面的式子里面出现了A^3x,不过正好可以用题目条件A^3x=3Ax-2A^2x代换。所以
AP= A(x,Ax,A^2x)= (Ax,A^2x,A^3x)= (Ax,A^2x,3Ax-A^2x)= (x,Ax,A^2x)B=PB
而(Ax,A^2x,3Ax-A^2x)显然可以写成
0 0 0
(x,Ax,A^2x)1 0 3 也就是相当于P乘以一个矩阵,而这个矩阵就是B
0 1 -2

所以B=0 0 0
1 0 3
0 1 -2
第二问。
B已经知道了,那么B的特征值肯定求得出来。是0,1,-3
那么A和B是相似的,所以A的特征值也是0,1,-3
所以A+E的特征值是1,2,-2
那么|A+E|=1x2x(-2)=-4
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不明白请补充,明白请采纳~~谢谢~·

回答2:

要解这个题首先得善于利用已知条件,由于题目第一问给出A=PBP^-1,所以可知P可逆,且PA=PB,

0 0 3
即(X,AX,A^2X)A=(AX,A^2X,A^3X)=(AX,A^2X,3AX-2A^2X)=(X,AX,A^2X)﹛1 0 0﹜=PB,所以
0 1 -2

0 0 3
[ 1 0 0 ]=B(这一步用到A^3x=3Ax-2A^2x条件和矩阵乘法知识),下面解第二问,因为
0 1 -2

A^3x=3Ax-2A^2x,经过恒等变形(注意矩阵乘法运算规则),可得三个等式A(A^2x+2Ax-3x)=0,
(A+3E)(A^2x-Ax)=0,(A-E)(A^2x+3Ax)=0,把上面三个式子看做矩阵方程,由于向量组x,Ax,A^2x线性无
关所以A^2x+2Ax-3x≠0,A^2x-Ax≠0,A^2x+3Ax≠0,(用到向量线性无关的概念),即上面三个矩
阵方程都有非零解,由于齐次方程有非零解可知|A|=0,|A+3E|=0,|A-E|=0,根据特征向量和特征值
的相关知识可得A的特征值为0,1,-3,所以A+E的特征值为1,2,-2,|A+E|=1×2×(-2)=-4,