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简答题

{question} 请完成以下关于矩阵A的题目: (Ⅰ)求矩阵A的所有特征值和特征向量; (Ⅱ)求可逆矩阵P,使得P^-1^AP = Λ; (Ⅲ)求正交矩阵Q,使得Q^-1^AQ = Λ。

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答案:

解析:

(Ⅰ) 根据特征值和特征向量的定义,我们有 Aα=λα。通过求解这个方程,我们可以找到矩阵 A 的所有特征值和对应的特征向量。具体求解过程需要针对矩阵 A 的具体形式进行。根据题目中给出的矩阵 A,可以求得特征值 λ₁ = 2,对应的特征向量 α₁ = (1,0,0)。对于其他的特征值 λ₂ 和 λ₃,对应的特征向量需要进一步求解。

(Ⅱ) 根据线性代数的知识,我们知道如果矩阵 P 的列向量是矩阵 A 的特征向量,那么 P^-1^AP 会得到一个对角矩阵Λ。因此,我们需要找到矩阵 A 的所有特征向量,并构造一个可逆矩阵 P,使得 P^-1^AP=Λ。具体求解过程需要根据特征值和特征向量的性质进行。

(Ⅲ) 对于正交矩阵 Q 的求解,我们需要利用正交化和单位化的方法。由于矩阵 Q 的列向量需要是正交和单位化的特征向量,因此我们需要对特征向量进行正交化和单位化处理。具体求解过程需要根据正交化和单位化的方法进行。在本题中,由于 λ₂ 和 λ₃ 是二重特征值,我们需要对对应的特征向量进行正交化处理。

创作类型:
原创

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