结构推理 设n阶方阵A满足A[sup2sup]=E.证明:A必相似于对角矩阵.
【正确答案】首先由定义可求出A的特征值只能是1或-1.属于1的线性无关特征向量个数为n-r(E-A),属于-1的线性无关特征向量个数为n-r(-E-A)=n-r(E+A),故A的线性无关特征向量个数为2n-[r(E-A)+r(E+A)].要证明A相似于对角矩阵,只要证明r(E-A)+r(E+A)=n即可.由A[sup2sup]=E,有(E-A)(E+A)=O,于是由3-50题,有r(E-A)+r(E+A)≤n;又因(E-A)+(E+A)=2E,于是由3-33题,有n=r(2E)=r(E-A+E-A)≤r(E-A)+r(E+A).以上两方面说明,r(E-A)+r(E+A)=n.
【答案解析】