问答题
设A为三阶方阵,α为三维列向量,已知向量组α,Aα,A
2
α线性无关,且A
3
α=3Aα-2A
2
α.
证明:(Ⅰ)矩阵B=(α,Aα,A
4
α)可逆;
(Ⅱ)B
T
B是正定矩阵.
【正确答案】
(Ⅰ)由于A
3
α=3Aα-2A
2
α,故
A
4
α=3A
2
α-2A
3
α=3A
2
α-2(3Aα-2A
2
α)=7A
2
α-6Aα.
若k
1
α+k
2
Aα+k
3
A
4
α=0,即k
1
α+k
2
Aα+k
3
(7A
2
α-6Aα)=0,
亦即k
1
α+(k
2
-6k
3
)Aα+7k
3
A
2
α=0,因为α,Aα,A
2
α线性无关,故
所以,α,Aα,A
4
α线性无关,因而矩阵B可逆.
(Ⅱ)因为(B
T
B)
T
=B
T
(B)
T
=B
T
B,故B
T
B是对称矩阵,又
【答案解析】
①由
易知
亦可证得B可逆.
②正定矩阵是由二次型引出的,二次型矩阵A是实对称矩阵,因此若要证明A是正定矩阵,应先验证A是对称矩阵.
③要会用定义法证明正定,要熟悉向理的内积:(α,β)=a
1
b
1
+a
2
b
2
+…+a
n
b
n
=α
T
β,特别地
那么
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