问题 问答题

已知2维非零向量x不是2阶方阵A的特征向量.
(1)证明:x,Ax线性无关;
(2)若A2x+Ax-6x=0,求A的特征值并讨论A可否相似对角化.

答案

参考答案:[详解] (1)设x,Ax线性相关,即存在不全为零的k1,k2,使得k1x+k2Ax=0,
如果k2=0,由于x≠0,得k1=0,所以k2≠0,且有[*],
即x是A的特征向量,出现矛盾,所以x,Ax线性无关.
(2)由A2x+Ax-6x=0得(A+3I)(A-2I)x=0,由于x≠0,所以矩阵(A+3I)(A-2I)不可逆.
如果矩阵(A+3I)可逆,则有(A-2I)x=0,即Ax-2x=0,与x,Ax线性无关相矛盾,所以矩阵(A+3I)不可逆.
同理,矩阵(A-2I)也不可逆.即有|A+3I|=0,|A-2I|=0,即2,-3是矩阵A的特征值.
因为A有2个不同的特征值,所以A可相似对角化.

解析:

[分析]: 利用特征值与特征向量的定义与性质.
[评注] 对于抽象的矩阵,经常利用定义与性质讨论其特征值与特征向量问题.对于抽象的向量组.也经常利用定义与性质讨论线性关系问题.

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