已知3阶矩阵A的特征值为-1,1,2,设B=A^2+2A-E的特征值为?

问题描述:

已知3阶矩阵A的特征值为-1,1,2,设B=A^2+2A-E的特征值为?
为什么相应特征值为:x^2+2x-1,这个新矩阵并不是对角线上元素相加,其它元素也改变了值?为什么还可以这样算?
1个回答 分类:数学 2014-10-26

问题解答:

我来补答
-2,2,5,把原来的特征值带入方程即可.
第一个理解,设v是A的对应特征值a的特征向量,那么Bv=(a^2+2a+-1)v,v也是B的对应于a^2+2a+-1的特征向量.从而因为A有个特征值,对应三个特征向量v1,v2,v3,所以我们也找到了B的三个特征向量,对应的特征值可以算出.
第二个理解,从矩阵看,A可以对角化,即存在可逆阵P使得,PAP^{-1}为对角阵,对角线元素为-1,1,2,从而你可以计算PBP^{-1}也是个对角阵,(注意,PA^2 P^{-1}=PAP^{-1}PAP^{-1},简单)对角线元素可以轻易 算出.
这两个解释本质是一样的
再问: 感谢! 你的意思是可逆阵P使A对角化,也可同时使B对角化(why?代入B的表达式可得出关于A的对角阵的表达式),由题设条件已知A的对角阵,而求出B的对角阵,从而求出特征向量. 但第一个理v是A的对应特征值a的特征向量,那么Bv=(a^2+2a+-1)v,v也是B的对应于a^2+2a+-1的特征向量(why?) 这个如何理解?
再答: 计算一下就出来了,另外注意“对角阵的表达式”(即一个对角阵的方幂,或代入一个多项式,还是对角的。 第二,v是A的对应特征值a的特征向量,那么Bv=(A^2+2A-E)v=(a^2+2a+-1)v,根据特征向量的定义,v也是B的对应于a^2+2a+-1的特征向量
 
 
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