下列矩阵是否可对角化?若可对角化 试求可逆矩阵P 使P-1AP为对角矩阵:

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下列矩阵是否可对角化?若可对角化,试求可逆矩阵P,使P-1AP为对角矩阵:

热搜:对角矩阵的特征值是其对角线上的各个元素

答案解析

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  • 矩阵A的特征多项式为
       f4.8755EF.jpg
       得A的特征值λ=2(二重).
       对于λ=2(二重),代入对应的齐次线性方程组:(2E-A)X=0,由于r(2E-A)=1,
       方程组基础解系中仅含一个向量,而特征值λ=2是A的二重特征值.故A不能对角化.$矩阵A的特征多项式为
       f4.881A97.jpg
       得A的特征值λ1=λ2=1,λ3=3.
       对于λ1=λ2=1,解对应的齐次线性方程组(E-A)X=0,由于r(E-A)=2,方程组基础解系中仅含一个向量,而特征值λ1=λ2=1是A的二重特征值,故A不能对角化.$矩阵A的特征多项式
       f4.8942FA.jpg
       得A的特征值为λ1=λ2=2(二重),λ3=6.
       对于λ1=λ2=2(二重),解对应的齐次线性方程组(2E-A)X=0,得其基础解系为α1=(1,-1,0)T,α2=(1,0,1)T;
       对于λ3=6,解对应的齐次线性方程组(6E-A)X=0,得其基础解系为α3=(1,-2,3)T.
       由于α1,α2,α3线性无关,故A可对角化.令
       f4.8AF424.jpg
       则P-1AP=A.$A的特征多项式
       f4.8B4C28.jpg
       得A的特征值λ=2(四重).
       对于λ=2,解方程组(2E-A)X=0
       由f4.601B74.jpg,得r(2E-A)=3.
       ∴方程组的基础解系仅含一个向量,而2是A的4重特征值,故A不可对角化.