解答题
设

(Ⅰ)求矩阵A的特征值与特征向量;
(Ⅱ)当
【正确答案】
【答案解析】P已给定,利用B=P
-1AP即可求出B,从而可利用相似的关系求出A
100,至于求B
100还可用分块矩阵求之

(Ⅰ)由矩阵A的特征多项式

得矩阵A的特征值
λ
1=λ
2=1, λ
3=-3.
由齐次线性方程组(E-A)x=0,及

得基础解系为
α=[-2,1/2,1]
T.
为方便计,取η
1=[-4,1,2]
T为其基础解系.
由齐次方程组(-3E-A)x=0,由

得基础解系
η
2=[-2,1,1]
T.
因此,矩阵A关于特征值λ
1=λ
2=1的特征向量为
k
1[-4,1,2]
T,k
1≠0;
而关于特征值λ
3=-3的特征向量为
k
2[-2,1,1]
T,k
2≠0.
(Ⅱ)

(Ⅲ)由P
-1AP=B,
有
P
-1A
100P=B
100,
故
A
100=PB
100P
-1,
又

于是
