问题 问答题

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=αβT.求:(Ⅰ)A2.(Ⅱ)矩阵A的特征值和特征向量.

答案

参考答案:

由A=αβT和αTβ=0,有

A2=(αβT)(αβT)=α(βTα)βT=0αβT=0.

(Ⅱ)设λ是A的任一特征值,η是A属于特征值λ的特征向量,即Aη=λη,η≠0.那么

A2=λAη=λ2η.

因为A2=O,故λ2η=0,又因η≠0,从而矩阵A的特征值是λ=0(n重根).

不妨设向量α,β的第1个分量a1≠0,b1≠0.对齐次线性方程组(0E-A)x=0的系数矩阵作初等行变换,有

得到基础解系

η1=(-b2,b1,…,0)T,η2=(-b3,0,b1,…,0)T,…,ηn-1=(-bn,0,0,…,b1)T

于是矩阵A属于特征值λ=0的特征向量为

k1η1+k2η2+…+kn-1ηn-1,其中k1,k2,…,kn-1是不全为零的任意常数.

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