【正确答案】方法一:B
T=(λE+A
TA)
T=λE
T+(A
TA)
T=λE+A
T(A
T)
T=λE+A
TA=B,根据实对称矩阵的定义,故B是实对称矩阵。对任意的非零向量x,x
TA
T=(Ax)
T,有
x
T(λE+A
TA)x=x
T(λE)x+x
T(A
TA)x=λx
Tx+x
TA
TAx=λx
Tx+(Ax)
TAx,
因x≠0,故有x
Tx>0。(设x=(a
1,a
2,…,a
n)
T≠0,则a
i,i=1,2,…,n中至少有一个不为零,则a
i2,i=1,2,…,n中至少有一个大于零,故x
Tx=

a
2>0)。
(Ax)
TAx≥0(设Ax=(b
1,b
2,…,b
n)
T,(Ax)
TAx=

b
i2≥0,
因为Ax有可能为零,即有可能b
i=0,i=1,2,…,n,故这里可能取等号。)
故当λ>0时,λx
Tx>0。对任意的x≠0,均有
x
TBx=x
T(λE+A
TA)x=λx
Tx+(Ax)
TAx>0,
由正定矩阵的定义,B是正定矩阵。
方法二:B正定→B的全部特征值大于零。设B有特征值μ,对应的特征向量为ξ,由特征值和特征向量的定义,Bξ=μξ,将B=λE+A
TA代入,得
(λE+A
TA)ξ=μξ,其中ξ≠0,
上式两边左乘ξ
T,得
ξ
T(λE+A
TA)ξ=λξ
Tξ+ξ
TA
TAg=λξ
Tξ+(Aξ)
T(Aξ)=μξ
Tξ,
变形得 (Aξ)
T(Aξ)=(μ—λ)ξ
Tξ。
因ξ≠0,设ξ=(c
1,c
2,…,c
n)
T≠0,则c
i,i=1,2,…,n中至少有一个不为零,则c
i2,i=1,2,…,n中至少有一个大于零,故
ξ
Tξ=

c
i2>0,(Aξ)
T(Aξ)≥0(设Aξ=(d
1,d
2,…,d
n)
T,(Aξ)
TAξ=

d
i2≥0,
因为Aξ有可能为零,即有可能di=0,i=1,2,…,n,故这里可能取等号。)故
