解答题 16.已知矩阵A=
【正确答案】(Ⅰ)设λ是A的特征值,由于A2=A,所以λ2=λ,且A有两个不同的特征值,从而A的特征值为0和1.
又因为A2=A,即A(A-E)=O,故R(A)+R(A-E)=n.事实上,因为A(A-E)=O,所以
R(A)+R(A-E)≤n.
另一方面,由于E-A与A-E的秩相同,则有
n=R(E)=R[(E-A)+A]≤R(A)+R(E-A)=R(A)+R(A-E),
从而
R(A)+R(A-E)=n.
当λ=1时,因为R(A-E)=n-R(A)=n-s,从而齐次线性方程组(E-A)x=0的基础解系含有s个解向量,因此,A属于特征值1有s个线性无关特征向量,记为η1,η2,…,ηs
当λ=0时,因为R(A)=s,从而齐次线性方程组(0.E-A)x=0的基础解系含n-s个解向量.因此,A属于特征值0有行一s个线性无关的特征向量,记为ηs+1,ηs+2,…,ηn
于是η1,η2,…,ηn是A的n个线性无关的特征向量,所以A可对角化,并且对角阵为

(Ⅱ)令P=(η1,η2,η3,…,ηn),则A=PAP-1,所以
|A-2E|=|PAP-1-2E|=|A-2E|=
【答案解析】利用非齐次线性方程组解的结构求解.先求对应导出组的基础解系,再求一个特解.