设阶实对称矩阵的特征值
,
且是的属于的一个特征向量。记
其中为阶单位矩阵。
(1) 验证是矩阵的特征向量,并求的全部特征值与特征向量;
(2) 求矩阵。
解 (1) 依题设,是的特征值,且是的属于的一个特征向量,即有
故由矩阵多项式的运算,计算得
上式表明是矩阵的属于特征值的一个特征向量。
因为矩阵的全部特征值为,根据矩阵多项式的特征值,矩阵的全部特征值为
代入,即得的全部特征值。
由
可见矩阵的属于特征值的全部特征向量为
(是不为零的任意常数)。
因为是实对称矩阵,所以也是实对称矩阵。设
为的属于特征值的任一特征向量,根据实对称矩阵的性质(定理2),特征向量一定与正交,所以
由此得到齐次线性方程组
根据求齐次线性方程组基础解系的步骤,可求出上述方程组的基础解系(特征向量)为
故的属于特征值的全部特征向量为
(为不全为零的任意常数)。
(2) 构造矩阵:
根据求逆矩阵的伴随矩阵法,有
故由方阵对角化的步骤,有
所以,利用矩阵的乘法,计算得
。
请安装使用
数苑手机客户端(APP)
数苑APP:支持书签、笔记与数学实验编程运算功能,支持用户反馈求助并查看所有作者点评。