解答题
[2002年] 设A,B为同阶矩阵.
问答题
13.如果A,B相似,试证A,B的特征多项式相等;
【正确答案】由于A,B相似,则存在可逆矩阵P,使P-1AP=B,其特征多项式
|λE一B|=|λE一P-1AP|=|P-1λEP—P-1AP|=|P-1(λE一A)P|=|P-1||λE一A||P|=|λE一A|,
即A与B有相同的特征多项式.
【答案解析】
问答题
14.举一个二阶方阵的例子说明第一题的逆命题不成立;
【正确答案】令

,则A,B有相同的特征多项式|λE—A |=|λE—E|=λ
2,但这里的A,B不相似.事实上,若A与B相似,则存在可逆矩阵P,使得

【答案解析】
问答题
15.当A,B均为实对称矩阵时,试证第一题的逆命题成立.
【正确答案】若A,B皆为实对称矩阵,且A,B有相同的特征多项式,则A与B相似.事实上,因A与B有相同的特征值,记其特征值为λi(i=1,2,…,n),又因实对称矩阵必可对角化,所以存在可逆矩阵P与Q,使得
P-1AP=diag(λ1,λ2,…,λn), Q-1BQ=diag(λ1,λ2,…,λn).
则P-1AP=Q-1BQ.令S=PQ-1,则矩阵S可逆,使得S-1AS=B,故A与B相似.
【答案解析】