问答题
设A是三阶矩阵,λ1,λ2,λ3是A的三个不同的特征值,对应的特征向量分别是ξ1,ξ2,ξ3,令β=ξ1+ξ2+ξ3.
问答题
证明β不是A的特征向量;
【正确答案】已知Aβ=A(ξ1+ξ2+ξ3)=λ1ξ1+λ2ξ2+λ3ξ3.
若β是A的特征向量,假设对应的特征值为μ,则有
Aβ=μβ=μ(ξ1+ξ2+ξ3)=λ1ξ1+λ2ξ2+λ3ξ3,
从而得(μ-λ1)ξ1+(μ-λ2)ξ2+(μ-λ3)ξ3=0.
ξ1,ξ2,ξ3是不同特征值对应的特征向量,由定理知ξ1,ξ2,ξ3线性无关,从而得λ1=
λ2=λ3=μ,这和λ1,λ2,λ3互不相同矛盾.故β=ξ1+ξ2+ξ3不是A的特征向量.
【答案解析】
问答题
证明向量组β,Aβ,A2β线性无关.
【正确答案】证法一 用线性无关的定义证.
假设有数k1,k2,k3使得 k1β+k2Aβ+k3A2β=0.
由 β=ξ1+ξ2+ξ3及Aξ1=λiξi,i=1,2,3.代入得
[*]
整理得 [*].
因ξ1,ξ2,ξ3线性无关,上式成立当且仅当
[*] (*)
又λi,i=1,2,3互不相同,故方程组(*)的系数行列式
[*]
故方程组(*)仅有零解,即k1=k2=k3=0,所以β,Aβ,A2β线性无关.
证法二 用等价向量组、初等变换、秩等论证.因
[*]
[*]
[*]所以C是可逆阵.
故 r[β1,Aβ,A2β]=r(考-,善z,考s)一3.因此,β,Aβ,A2β线性无关.
【答案解析】