问题 问答题

设3阶实对称矩阵A的特征值是1,2,-1,矩阵A的属于特征值1与2的特征向量分别是α1=(2,3,-1)T与α2=(1,a,2a)T,A*是A的伴随矩阵,求齐次方程组(A* -2E)x=0的通解.

答案

参考答案:由A的特征值是1,2,-l,可知行列式|A|=-2,那么A*的特征值是-2,-1,2.于是所以r(A* -2E)=r(A)=2.那么,(A* -2E)x=0的基础解系由一个线性无关的解向量所构成.
又因矩阵A属于λ=-1的特征向量就是A*属于λ=2的特征向量,亦即A* -2E属于λ=0的特征向量.
由于A是实对称矩阵,不同特征值的特征向量相互正交.设矩阵A属于特征值λ=-1的特征向量是α3=(x1,x2,x3)T,则有
[*]

解析:若α是矩阵A属于特征值λ=0的特征向量,则Aα=0α=0,即α是齐次方程组Ax=0的非零解,反之亦然.在已知条件是特征值、特征向量这一情况下,求齐次方程组的解应考虑λ=0的特征向量.
评注 本题也可以通过特征值、特征向量先把矩阵A反求出来,然后再求A*,进而求方程组的通解,但那样做比较复杂,应当知道AX=0的解与特征向量之间的联系.

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