问答题 设A为三阶方阵,α为三维列向量,已知向量组α,Aα,A2α线性无关,且A3α=3Aα-2A2α.
证明:(Ⅰ)矩阵B=(α,Aα,A4α)可逆;
(Ⅱ)BTB是正定矩阵.

【正确答案】(Ⅰ)由于A3α=3Aα-2A2α,故
A4α=3A2α-2A3α=3A2α-2(3Aα-2A2α)=7A2α-6Aα.
若k1α+k2Aα+k3A4α=0,即k1α+k2Aα+k3(7A2α-6Aα)=0,
亦即k1α+(k2-6k3)Aα+7k3A2α=0,因为α,Aα,A2α线性无关,故

所以,α,Aα,A4α线性无关,因而矩阵B可逆.
(Ⅱ)因为(BTB)T=BT(B)T=BTB,故BTB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)=a1b1+a2b2+…+anbnTβ,特别地那么