解答题 设A,B为三阶矩阵,且AB=A-B,若λ123为A的三个不同的特征值,证明:
问答题 17.AB=BA
【正确答案】由AB=A-B得A-B-AB+E=E,(E+A)(E-B)=E,即E-B与E+A互为逆矩阵,于是(E-B)(E+A)=E=E(E+A)(E-B),故AB=BA.
【答案解析】
问答题 18.存在可逆矩阵P,使得P-1AP,P-1BP同时为对角矩阵。
【正确答案】因为A有三个不同的特征值λ123,所以A可以对角化,设A的三个线性无关的特征向量为ξ123,则有A(ξ123)=(ξ123)diag(λ123),
BA(ξ123)=B(ξ123)diag(λ123),
AB(ξ123)=B(ξ123)diag(λ123),
于是有ABξiii,i=1,2,3.
若Bξi≠0,则Bξi是A的属于特征值λi的特征向量,又λi为单根,所以有Bξiiξi
若Bξi=0,则ξi是B的属于特征值0的特征向量。
无论哪种情况,B都可以对角化,而且ξi是B的特征向量,因此,令P=(ξ123),则P-1AP,P-1BP同为对角阵。
【答案解析】