设向量α=(a1,a2…an)T,β=(b1,b2,…bn)T,都是非零向量,且满足条件αTβ=0,记n阶矩阵A=αTβ

设向量
α
=(a1a2an)T
β
=(b1b2,…bn)T,都是非零向量,且满足条件
α
T
β
=0,记n阶矩阵A=
α
T
β
.求:
(1)A2
(2)矩阵A的特征值和特征向量.
ben_aric 1年前 已收到1个回答 举报

zhucx2008 幼苗

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解题思路:(1)利用矩阵A2=(αTβ)(αTβ)=α(βTα)βT即可求出;(2)先可以求出矩阵A的特征值为零,然后设向量α,β中分量a1≠0,b1≠0,对齐次线性方程组(0E-A)x=0的系数矩阵施以初等变换即可解出.

(1)
由A=αTβ和αTβ=0,有:
A2=(αTβ)(αTβ)=α(βTα)βT=(βTα)αβT=(αTβ)αβT=O,
即A为n 阶零矩阵.

(2)
设λ为n阶矩阵的任一特征值,属于特征值λ的特征向量为x(x≠0),
则:Ax=λx,
于是:A2x=λAx=λ2x,
因为A2=O,所以λ2x=0,
因为x≠0,故:λ=0,即矩阵A的特征值全为零,
不妨设向量α,β中分量a1≠0,b1≠0,
对齐次线性方程组(0E-A)x=0的系数矩阵施以初等变换:
−A=

−a1b1−a1b2…−a1bn
−a2b1−a2b2…−a2bn
⋮⋮⋮
−anb1−anb2…−anbn→

b1b2…bn
00…0
⋮⋮ ⋮
00…0,
由此可得该方程组的基础解系为:
α1=(−
b2
b1,1,0,…,0)T,
α2=(−
b3
b1,0,1,…,0)T,

αn−1=(−
bn
b1,0,0,…,1)T,
于是A属于特征值λ=0的全部特征向量为:
c1a1+c2a2+…+cn-1an-1(c1,c2,…,cn-1是不全为零的任意常数).

点评:
本题考点: 矩阵的特征值和特征向量的求解.

考点点评: 本题主要考查矩阵的特征值和特征向量的求法,需要大家熟练运用,属于中等难度题.

1年前

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