问题 问答题

已知A、B为4阶矩阵,若满足AB+2B=O,r(B) =2,且行列式|E+A|=|E+2A|=0,
(1)求A的特征值;
(2)证明A可对角化;
(3)计算行列式|A+3E|.

答案

参考答案:[详解] (1)由|E+A|=|E+2A|=0知,A有特征值为λ1=-1,[*]
令B=[b1,b2,b3,b4],根据r(B)=2,不妨设b1,b2线性无关,由AB+2B=0,知Abi=-2bi,i=1,2,因此b1,b2是A的属于特征值λ3=-2(至少二重根)的特征向量,而4阶方阵已有两个特征值λ1=-1,[*].可见λ3=-2必为二重根,故所求特征值为
λ1=-1,[*],λ3=-2(二重).
(2)设λ1=-1,[*]的特征向量分别为α1,α2,则4阶方阵A有4个线性无关的特征向量α1,α2,b1,b2,必可对角化.
(3)令P=[α1,α2,b1,b2],则[*],从而
[*]
故行列式 [*]

解析:

[分析]: (1)对于抽象矩阵可通过定义Ax=λx或行列式|λE-A|=0确定相应特征值;(2)只须证明存在4个线性无关的特征向量即可,注意利用不同特征值对应特征向量线性无关的结论;
(3)可先求出A+3E的特征值或利用相似矩阵有相同的特征值进行计算.
[评注] 若n阶矩阵A,B相似,则|A|=|B|,更一般地,有|f(A)|=|f(B)|.

多项选择题
问答题 简答题