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λ
1
,λ
2
,…,λ
n
,因为A,B都可相似对角化,所以存在可逆矩阵P
1
,P
2
,使得
P
1
-1
AP
1
=
,P
2
-1
BP
2
=
由P
1
-1
AP
1
=P
2
-1
BP
2
得(P
1
P
2
-1
)
-1
A(P
1
P
2
-1
)=B,
取P
1
P
2
-1
=P,则P
-1
AP=B,即A~B.
(2)由|λE-A|=
=(λ-1)
2
(λ-2)=0得
A的特征值为λ
1
=2,λ
2
=λ
3
=1;
由|λE-B|=
=(λ-1)
2
(λ-2)=0得
B的特征值为λ
1
=2,λ
2
=λ
3
=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λ
1
=2的线性无关特征向量为α
1
=
;
由E-A→
得
A的属于λ
2
=λ
3
=1的线性无关的特征向量为α
2
=
令P
1
=
;
由2E-B→
得B的属于λ
1
=2的线性无关特征向量为β
1
=
;
由E-B→
得
B的属于λ
2
=λ
3
=1的线性无关的特征向量为β
2
=
,
令P
2
=
,再令P=P
1
P
2
-1
=
【答案解析】
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