问答题 设A为3阶矩阵,α 1 ,α 2 ,α 3 是线性无关的3维列向量,且满足Aα 1123,Aα2=2α23,Aα3=2α2+3α3
36. 求矩阵B,使A[α1,α2,α3]=[α1,α2,α3]B;
由题设条件,有
A[α1,α2,α3]=[Aα1,Aα2,Aα3]=[α123,2α23,2α2+3α3]=[α1,α2,α3][*]
所以,[*].
37. 求A的特征值;
记矩阵C=[α1,α2,α3],则由(1)知AC=CB,又因α1,α2,α3是线性无关的3维列向量,知C为3阶可逆方阵,故得C-1AC=B,计算可得B特征值为λ12=1,λ3=4,因相似矩阵有相同特征值,得A的特征值为λ12=1,λ3=4.
38. 求一个可逆矩阵P,使得P-1AP为对角矩阵.
对于λ12=1,解方程组(E-B)x=0,得基础解系ξ1=(-1,1,0)T,ξ2=(-2,0,1)T;对应于λ3=4,解方程组(4E-B)x=0,得基础解系ξ3=(0,1,1)T.令矩阵
[*]
则有
[*],
因Q-1BQ=Q-1C-1ACQ=(CQ)-1A(CQ),记矩阵
P=CQ=[α1,α2,α3][*]
=[-α12,-2α13,α23]
则有P-1AP=diag(1,1,4),故P为所求的可逆矩阵.
问答题 求矩阵B,使A[α 1 ,α 2 ,α 3 ]=[α 1 ,α 2 ,α 3 ]B;
【正确答案】
【答案解析】由题设条件,有
A[α 1 ,α 2 ,α 3 ]=[Aα 1 ,Aα 2 ,Aα 3 ]=[α 123 ,2α 23 ,2α 2 +3α 3 ]=[α 1 ,α 2 ,α 3 ]
所以,
问答题 求A的特征值;
【正确答案】
【答案解析】记矩阵C=[α 1 ,α 2 ,α 3 ],则由(1)知AC=CB,又因α 1 ,α 2 ,α 3 是线性无关的3维列向量,知C为3阶可逆方阵,故得C -1 AC=B,计算可得B特征值为λ 12 =1,λ 3 =4,因相似矩阵有相同特征值,得A的特征值为λ 12 =1,λ 3 =4.
问答题 求一个可逆矩阵P,使得P -1 AP为对角矩阵.
【正确答案】
【答案解析】对于λ 12 =1,解方程组(E-B)x=0,得基础解系ξ 1 =(-1,1,0) T ,ξ 2 =(-2,0,1) T ;对应于λ 3 =4,解方程组(4E-B)x=0,得基础解系ξ 3 =(0,1,1) T .令矩阵

则有

因Q -1 BQ=Q -1 C -1 ACQ=(CQ) -1 A(CQ),记矩阵
P=CQ=[α 1 ,α 2 ,α 3 ]