问答题 设α,β是三维单位正交列向量,令A=αβ T +βα T .证明:
问答题 |A|=0
【正确答案】
【答案解析】[证明] A为三阶矩阵,
r(A)=r(αβ T +βα T )≤r(αβ T )+r(βα T )≤r(α)+r(β)≤2<3,故|A|=0. [解析] 利用r(B+C)≤r(B)+r(C),r(BC)≤r(B),r(C),证明r(A)<3
问答题 α+β,α-β是A的特征向量
【正确答案】
【答案解析】因α,β为三维单位正交向量,故
α T α=1,β T β=1,αβ T =βα T =0.
当然α,β线性无关,又α,β为单位向量,α+β≠0,故
A(α+β)=(αβ T +βα T )(α+β)=αβ T α+αβ T β+βα T α+βα T β
=α·0+α·1+β·1+β·0=α+β,
即α+β为A的对应于特征值λ 1 =1的特征向量.同法可求
A(α-β)=(αβ T +βα T )(α-β)=αβ T α-αβ T β+βα T α-βα T β
=α·0-α·1+β·1-β·0=-(α-β),
故α-β为A的对应于特征值λ 2 =-1的特征向量.
设另一特征值为λ 3 ,由|A|=0得到|A|=λ 1 λ 2 λ 3 =0,故λ 3 =0. [解析] 利用特征向量的定义,即利用A(α+β)=k(α+β),A(α-β)=C(α-β)证之
问答题 A相似于对角阵,并写出该对角阵
【正确答案】
【答案解析】因A有3个不同特征值,故A~A=diag(0,1,-1),即其相似对角矩阵为
A=diag(0,1,-1)(diag为对角矩阵的英文简写). [解析] 证明A有3个不同的特征值即可