【正确答案】(Ⅰ)记矩阵A的属于特征值λ
i的特征向量为α
i(i=1,2,3),由特征值的定义与性质,有A
kα
i=λ
ikα
i(i=1,2,3,k=1,2,…),于是有
Bα
1=(A
5-4A
3+E)α
1=(λ
15-4λ
13+)α
1=-2α
1 因α
1=≠0,故由定义知-2为B的一个特征值且α
1为对应的一个特征向量.类似可得
Bα
2=(λ
25-4λ
23+1)α
2=α
2 Bα
3=(λ
35-4λ
33+1)α
3=α
3 因为A的全部特征值为λ
1,λ
2,λ
3,所以B的全部特征值为λ
i5-4λ
i3+(i=1,2,3),即B的全部特征值为-2,1,1.
因-2为B的单特征值,故B的属于特征值-2的全部特征向量为k
1α
1,其中k
1是不为零的任意常数.
设χ=(χ
1,χ
2,χ
3)
T为B的属于特征值1的任一特征向量.因为A是实对称矩阵,所以B也是实对称矩阵.因为实对称矩阵属于不同特征值的特征向量正交,所以有(χ
1,χ
2,χ
3)α
1=0,即
χ
1-χ
2+χ
3=0
解得该方程组的基础解系为
ξ
2=(1,1,0)
T,ξ
3=(-1,0,1)
T 故B的属于特征值1的全部特征向量为忌k
2ξ
2+k
3ξ
3,其中k
2,k
3为不全为零的任意常数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知α
1,ξ
2,ξ
3为B的3个线性无关的特征向量,令矩阵
