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简答题

(Ⅰ)已知向量α=(a1,a2,…,an)T,β=(b1,b2,…,bn)T均为非零列向量,且矩阵A=αβ^t。求矩阵A的所有特征值。 (Ⅱ)探讨α^tβ满足什么条件时,矩阵A可以相似于对角矩阵A,并构造一个可逆矩阵P,使得P^-1AP=A。

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答案:

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解析:

(I)由于矩阵A=αβ^t^,其每一行都是向量β与α的第i个分量的乘积,因此其特征值就是这些乘积的和,即$a_{i}b_{j}$,其中$i,j \in (1,2,…,n)$。
(Ⅱ)当$\alpha^{T}\beta = 0$时,矩阵A的对角线元素全为零,即矩阵A为对角矩阵。此时可逆矩阵P可以通过以下方式构造:设矩阵P的列向量为矩阵α和β的线性组合,即存在一组系数$c_{i}$和$d_{j}$,使得$P = [\alpha, c_{1}\alpha + d_{1}\beta, c_{2}\alpha + d_{2}\beta, …, c_{n}\alpha + d_{n}\beta]$。由于矩阵P的列向量是线性无关的,因此矩阵P可逆。同时,由于AP=PA且A为对角矩阵,因此满足条件P^-1^AP=A。

创作类型:
原创

本文链接:(Ⅰ)已知向量α=(a1,a2,…,an)T,β=(b1,b2,…,bn)T均为非零列向量,且矩阵A

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