解答题 8.构造正交矩阵Q,使得QTAQ是对角矩阵
【正确答案】(1)先求特征值

A的特征值为0,2,6.
再求单位正交特征向量组
属于0的特征向量是齐次方程组AX=0的非零解,

得AX=0的同解方程组

求得一个非零解为(1,1,-1)T,单位化得

属于2的特征向量是齐次方程组(A-2E)X=0的非零解,

得AX=0的同解方程组

求得一个非零解为(1,-1,0)T,单位化得

属于6的特征向量是齐次方程组(A-6E)X=0的非零解,

得AX=0的同解方程组

(2)先求特征值

A的特征值为1,1,10.
再求单位正交特征向量组
属于1的特征向量是齐次方程组(A-E)X=0的非零解,

得(A—E)X=0的同解方程组x1+2x2-2x4=0,
显然α1=(0,1,1)T是一个解.第2个解取为α2=(c,-1,1)T(保证了与α1的正交性!),代入方程求出c=4,即α2=(4,-1,1)T

再求出属于10的特征向量是齐次方程组(A-10E)X=0的非零解(1,2,-2)T,令
γ33/‖α3‖=(1,2,-2)T/3.
作正交矩阵Q=(γ1,γ2,γ3).

【答案解析】