设三阶实对称矩阵A的特征值λ 1 =1,λ 2 =2,λ 3 =-2,α 1 =(1,-1,1) T 是A的属于特征值λ 1 的一个特征向量,记B=A 5 -4A 3 +E,其中E为三阶单位矩阵。 (Ⅰ)验证α 1 是矩阵β的特征向量,并求B的全部特征值与特征向量; (Ⅱ)求矩阵B。
【正确答案】正确答案:(Ⅰ)由Aα 11 得A 2 α 1 =Aα 11 ,依次递推,则有A 3 α 11 ,A 5 α 11 ,故 Bα 1 =(A 5 -4A 3 +E)α 1 =A 5 α 1 -4A 3 α 11 =-2α 1 , 即α 1 是矩阵β的属于特征值-2的特征向量。 由关系式B=A 5 -4A 3 +E及A的三个特征值λ 1 =1,λ 2 =2,λ 3 =-2得B的三个特征值为μ 1 =-2,μ 2 =1,μ 3 =1。 设α 1 ,α 2 为B的属于μ 23 =1的两个线性无关的特征向量,又由A为对称矩阵,则B也是对称矩阵,因此α 1 与α 2 、α 3 正交,即 。 因此α 2 ,α 3 可取为下列齐次线性方程组两个线性无关的解,即 得其基础解系为 B的全部特征向量为k 1 ,其中k 1 ≠0,k 2 ,k 3 不同时为零。 (Ⅱ)令P=(α 1 ,α 2 ,α 3 )= ,于是
【答案解析】