解答题 14.[2003年] 设矩阵A=
【正确答案】利用A的特征值、特征向量和相关联矩阵特征值、特征向量的关系间接求出B+2E的特征值、特征向量.第二种方法是先求出矩阵A*,再利用相似关系直接求出B+2E的特征值、特征向量.后者计算量较大.
解一 因a=3,b=2,由命题2.5.1.7知,A的三个特征值分别为
λ12=a一b=l, λ3=a+(n一1)b=3+(3—1)2=7.
又由命题2.5.2.1知∣A∣=λ1λ2λ3=1×l×7=7.于是A*的三个特征值为
λ1*=∣A∣/λ1=7, λ2*=∣A∣/λ2=7, λ3*=∣A∣/λ3=1.
因B~A*,故B的三个特征值为μ11*=7,μ22*=7,μ33*=1.于是B+2E的三个特征值分别为9,9,3.
先求出A的属于特征λ12=l及λ3=7的特征向量.因
λ1E一A=E—A=
故A的属于λ12=l的特征向量分别为η1=[一1,1,0]T,η2=[一1,0,1]T.而
λ3E一A=7E一A=
故A的属于λ3=7的特征向量为η3=[1,1,1]T.于是A*的属于特征值 λ1*2*=7, λ3*=1的特征向量与A的对应特征向量相同,分别为η1,η2,η3
于是,B的属于特征值μ12=7的特征向量可取为
β1=P-1η1=, β2=P-1η2=;
B的属于特征值μ3=l的特征向量可取为
β3=P-1η3=
【答案解析】