今天是:2024年5月17日 星期五
题型12.2.2 例3
题目

阶实对称矩阵的特征值

的属于的一个特征向量。记

其中阶单位矩阵。

  (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

解析

 (1) 依题设,特征值,且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全部特征向量

(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

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)

 

的属于特征值全部特征向量

(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

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