【正确答案】求特征值既可用特征多项式求之,也可根据相似矩阵有相同的特征值求之.特征向量既可用解齐次方程组(λ
iE一A)X=0求之,也可用P
-1AP=A求之,其中P的各个列向量就是A的特征值所对应的特征向量.
解 (Ⅰ)据已知条件,有
A[α
1,α
2,α
3]=[—α
1—3α
2—3α
3,4α
1+4α
2+α
3,一2α
1+3α
3]
那么由α
1,α
2,α
3线性无关知,矩阵P
1=[α
1,α
2,α
3]可逆,且P
1-1AP
1=B,即A与B相似.由矩阵B的特征多项式
得矩阵B的特征值为1,2,3,从而矩阵A的特征值也是1,2,3.
(Ⅱ)由(E—B)x=0得基础解系
β
1=[1,1,1]
T,
即为矩阵B属于特征值λ=1的特征向量;由(2E—B)x=0得基础解系
β
2=[2,3,3]
T,
即为矩阵B属于特征值λ=2的特征向量;由(3E—B)x=0得基础解系
β
3=[1,3,4]
T,
即为矩阵B属于特征值λ=3的特征向量.
那么令P
2=[β
1,β
2,β
3],则有P
2-1BP
2=

.于是令

=[α
1+α
2+α
3,2α
1+3α
2+3α
3,α
1+3α
2+4α
3],
则有P
-1AP=(P
1P
2)
-1A(P
1P
2)=P
2-1(P
1-1AP
1)P
2
故矩阵A属于特征值1,2,3的线性无关的特征向量依次为
k
1(α
1+α
2+α
3), k
2(2α
1+3α
2+3α
3), k
3(α
1+3α
2+4α
3),
其中k
1,k
2,k
3≠0.
(Ⅲ)由

及∣A∣=6知,
从而
