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简答题

设矩阵A为三阶矩阵,向量α₁、α₂、α₃是线性无关的向量,满足给定条件。求: (Ⅰ)矩阵A的所有特征值; (Ⅱ)找到可逆矩阵P和对角矩阵Λ,使得P^-1AP = Λ,并计算|A-2E|的值。

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答案:

解析:

(Ⅰ)根据题目已知条件,我们有矩阵A和向量α的关系式。通过线性组合和矩阵乘法,我们可以得到矩阵A的特征多项式。通过求解特征多项式等于零的根,我们可以得到矩阵A的全部特征值。对于本题,特征值为3和1。对于特征值为3的情况,对应的特征向量可以是任何非零的α向量;对于特征值为1的情况,对应的特征向量是向量组(α₁,α₂,α₃)的任一排列。然后我们需要计算|A-2E|,将特征值λ=2代入特征多项式,计算得到结果为-1。

(Ⅱ)我们需要找到可逆矩阵P和对角矩阵Λ,使得P^-1AP=Λ。首先,我们需要找到矩阵A的特征向量,然后通过这些特征向量构成可逆矩阵P。对角矩阵Λ的对角线元素为矩阵A的特征值。在本题中,Λ=diag(3, 1, 1)。然后我们通过计算验证P^-1AP=Λ。最后,我们将λ=2代入矩阵A,计算|A-2E|的结果,结果为-1。

创作类型:
原创

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