一道关于线性代数 特征值,

问题描述:

一道关于线性代数 特征值,
题目是这样的:
设A为n阶实对称矩阵,且A³-A²+A-E=0
1.证明A是正定矩阵
2.能否由以上条件确定A具体是哪个矩阵?说明理由
我的困惑在于,我是想直接把A替换成λ,然后求的λ为正,所以是正定的.但是这样不能保证它所有特征值都为正呀?那正解应该如何呢?
1个回答 分类:数学 2014-09-22

问题解答:

我来补答
首先:实对称矩阵的特征值都是实数(这是教材中的定理)
其次:实对称矩阵可以正交对角化,即存在正交矩阵U,使得U^TAU=E(单位矩阵)(这也是教材中的定理)
下面说明你所说的矩阵A实际上就是一个单位矩阵E.
设λ是矩阵A的任意一个特征值,对应的特征向量为α,于是
(A³-A²+A-E)α=(λ³-λ²+λ-1)α,
又(A³-A²+A-E)α=0,所以(λ³-λ²+λ-1)α=0,因为α是非零向量,所以必有
λ³-λ²+λ-1=0,即(λ³+1)(λ-1)=0,由于特征值都是实数,所以必有λ=1>0
根据上面的定理,矩阵A的所有特征值都是1,
当然是正定矩阵了.
再根据上面的定理一定存在正交矩阵U,使得
U^TAU=E(E的主对角元都是特征值),即有A=UEU^T=E.
再问: 嗯嗯~~~ 但是。。。只是通过上面的登时推出1是其特征值,可以保证全部特征就只是1了吗?
再答: 设λ是矩阵A的任意一个特征值. 注意“任意”二字了吗?
再问: 哦哦哦。。。。。 好的~~ 理解了。。。谢谢 O(∩_∩)O~
再答: 不客气的
 
 
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