问题 问答题

已知矩阵

试判断矩阵A和B是否相似,若相似则求出可逆矩阵P,使P-1AP=B,若不相似则说明理由.

答案

参考答案:由矩阵A的特征多项式


得到矩阵A的特征值是λ1=3,λ23=-1.
由矩阵B的特征多项式


=(λ-3)(λ+1)2
得到矩阵B的特征值也是λ1=3,λ23=-1.
当λ=-1时,由秩


知(-E -A)x=0有2个线性无关的解,即λ=-1时矩阵A有2个线性无关的特征向量,矩阵A可以相似对角化,
而(-E-B)x=0只有1个线性无关的解,即λ=-1时矩阵B只有1个线性无关的特征向量,矩阵B不能相似对角化. 因此矩阵A和B不相似.

解析:假若已知条件中矩阵B是实对称矩阵,则当判断出矩阵A不能对角化以后,可以不必再去求矩阵B的特征值而立即断言矩阵A和B不相似. (利用实对称矩阵必可相似对角化).

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