设向量,都是维非零列向量,且满足,矩阵。
(1) 求;
(2) 求矩阵的特征值与特征向量。
解 (1) 依题设,由矩阵的乘法与矩阵的转置,有
,
故由题设,得,从而
(a)
(2) 设为的任一特征值,为对应的特征向量,则
两端左乘,得
又由(a)式,,因此
因为,所以,。 下面利用特征向量的求法求出对应的特征向量:
根据求齐次线性方程组基础解系的步骤,求方程组
的基础解系,因向量都是非零向量,故的分量不全为零,不妨设对上述方程组的系数矩阵施行初等行变换:
由此可得其同解方程组为
。
分别取自由未知量
,,,,
得方程组的基础解系
因此,矩阵的属于特征值的全部的特征向量为
其中,是不全为零的任意常数。
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