解答题 23.(1)设A,B为n阶矩阵,|λE-A|=|λE-B|,且A,B都可相似对角化,证明:A~B.
(2)设A=
【正确答案】(1)因为|λE-A|=|λE-B|,所以A,B有相同的特征值,设为λ1,λ2,…,λn,因为A,B都可相似对角化,所以存在可逆矩阵P1,P2,使得
P1-1AP1=,P2-1BP2=
由P1-1AP1=P2-1BP2得(P1P2-1)-1A(P1P2-1)=B,
取P1P2-1=P,则P-1AP=B,即A~B.
(2)由|λE-A|==(λ-1)2(λ-2)=0得
A的特征值为λ1=2,λ23=1;
由|λE-B|==(λ-1)2(λ-2)=0得
B的特征值为λ1=2,λ23=1.
由E-A=得r(E-A)=1,即A可相似对角化;
再由E-B=得r(E-B)=1,即B可相似对角化,故A~B.
由2E-A→得A的属于λ1=2的线性无关特征向量为α1=
由E-A→
A的属于λ23=1的线性无关的特征向量为α2=
令P1=
由2E-B→得B的属于λ1=2的线性无关特征向量为β1=
由E-B→
B的属于λ23=1的线性无关的特征向量为β2=
令P2=,再令P=P1P2-1=
【答案解析】