特征值与特征向量练习题

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§1 特征值与特征向量

1.求下列矩阵的特征值及对应的特征向量:

(1)????? ??-200210311; (2)????

? ??------011101110。

2.求n 阶矩阵??????

? ??=111 a a a a a a A 的特征值(0≠a )。 3.已知12是矩阵????

? ??---44174147a 的特征值,求a 。

4.已知3阶矩阵A 的三个特征值为1,2-,3。

(1)求||A ;

(2)求1-A 和*A 的特征值;

(3)求I A A ++22的特征值。

5.已知n 阶方阵A 满足O I A =+k )(,求||A 。

6.已知方阵A 满足05322=--I A A ,证明I A +2可逆。

7.设4阶方阵A 满足0|2|=+A I ,I AA 2=T ,0||

8.设矩阵????

? ??-1240011b a 的特征值为1,2,3,求a ,b 。

9.已知矩阵????

? ??=0011100b a A 有三个线性无关的特征向量,问a 与b 应满足何种关系?

10.已知????? ??-=211ξ是矩阵????

? ??=312212a a b A 的一个特征向量,求a ,b 和ξ对应的特征值。

11.已知2-=λ是????? ??---=2214013b a A 的特征值,????

? ??-=21c a 是1-A 的特征值0λ对

应的特征向量,求a ,b ,c ,0λ的值。

12.设3阶矩阵A 的特征值为1-,0,1,与之对应的特征向量分别为

T a a a )2,3,(1++=a ,T a a )1,1,2(2+--=a ,T a )1,2,1(3-=a 。 若还有025

3308108

5=++-a a a ,求a 与A 。

13.设????

? ??=a 11121112A 是可逆矩阵,T b )1,,1(=a 是A 的伴随矩阵*A 的特征向量,且λ是a 对应的特征值,求a ,b ,λ。

14.已知3阶矩阵A 的特征值为1,1-,2,求矩阵???

? ??--1*1

)(2A O O A 的特征值。 15.设A 是n 阶矩阵,且每行元素之和均为a 。证明:

(1)a =λ是A 的特征值,T )1,,1,1( 是对应的特征向量;

(2)当A 可逆且0≠a 时,分别求1-A 和A A 321--的各行元素之和。

16.设A 是对合矩阵,即满足I A =2的方阵。证明:

(1)A 的特征值只能是1或1-;

(2)若A 的特征值全为1,则I A =。

17.已知4阶矩阵)(ij a =A 有二重特征值0,且1是A 的单重特征值,求A 的特征多项式||I A λ-。

18.设)(ij a =A 是n 阶方阵。证明:若A 的每行元素的绝对值之和小于1,则A 的特征值的模小于1。

19.设n 阶矩阵)(ij a =A 的特征值为n λλλ,,,21 ,证明:

∑∑∑====n i n

j ji ij n i i a a 1112λ

。 20.设A 是n 阶矩阵。证明:若每个非零n 维列向量都是A 的特征向量,则A 是数量矩阵,即n k I A =(k 是数)。

21.(1)设A 是n m ?矩阵,B 是m n ?矩阵,且n m ≥。证明:

||||BA I AB I -=--n n m m λλλ;

(2)设i a (n i ,,2,1 =,3≥n )为实数,满足021=+++n a a a ,求矩阵

??????

? ??+++++++++=111111111221

2221212121n n n n n a a a a a a a a a a a a a a a

A 的特征值。 21.设????

? ??---=00

0a c a b c b A ,证明O A A =+++)(2223c b a 。

§2 方阵的相似化简

1.判断下列矩阵是否能与对角矩阵相似。若相似,求出可逆矩阵P ,使得AP P 1-为对角矩阵:

(1)????? ??--=314020112A ; (2)????

? ??-=100010211A 。

2.设

????? ??=5000100011A , ????? ??=5001100112A , ????

? ??=5000101012A 。

(1) 说明1A ,2A 和3A 有相同特征值;

(2) 判别1A ,2A 和3A 之间的相似关系。

3.设方阵????? ??-=11322002x A 与????

? ??-=y 00020001B 相似,求x ,y 。

4.已知3阶方阵A 有特征值1,1,3,与之相对应的特征向量分别为

T )0,1,2(1=a ,T )1,0,1(2-=a ,T )1,1,0(3=a ,

求矩阵A 。

5.已知3阶方阵A 有特征值1,2,3,与之相对应的特征向量分别为

T )1,1,1(1=a ,T )4,2,1(2=a ,T )9,3,1(3=a 。

设T )3,1,1(=b 。

(1) 将b 用1a ,2a ,3a 线性表示;

(2) 求b A n (1≥n )。

6.已知????? ??-=111ξ是矩阵????

? ??---=2135212b a

A 的特征向量。 (1)求a ,b 及ξ所对应的特征值;

(2)问A 是否能对角化?

7.已知0是矩阵????

? ??---+=2142214k k

k A 的特征值。 (1)求k 的值;(2)问A 能否对角化?

8.已知矩阵????

? ??---=5334111b a

A 有3个线性无关的特征向量,且2=λ是A 的二重特征值。

(1) 求a ,b 的值;

(2) 求可逆矩阵P 使得AP P 1-为对角矩阵。

9.设????

? ??=001010100B 。若矩阵A 与B 相似,求rank +-)2(I A rank )(I A -。 10.已知????

? ??=60028022a A 相似于对角矩阵Λ,求常数a ,并找出可逆矩阵P ,使得ΛAP P =-1。

11.已知????? ??=010100002A ,????

? ??--=260010001B ,试判断A 与B 是否相似,若相似,求出可逆矩阵P ,使得AP P B 1-=。

12.设????

? ??---=112020

021A ,求100A 。 13.设1,0<

???-+=+-=++,

)1(,)1(11n n n n n n y q px y qy x p x ,1,0=n 。 求数列}{n x 和}{n y 的通项公式。

14.设A ,B 都是n 阶矩阵,且A 可逆,证明AB 与BA 相似。

15.已知n 阶方阵A 满足O I A A =+-652,证明:A 可对角化。

16.设A ,B ,C ,D 都是n 阶矩阵。证明:若A 与B 相似,C 与D 相似,则???

? ??C A 与???

? ??D B 相似。 17.设A ,B ,C 都是n 阶矩阵,且A ,B 各有n 个不同特征值。记|

|)(I A λλ-=f 为A 的特征多项式。证明:若)(B f 可逆,则

???

? ??=B O C A M 相似于对角矩阵,其中O 为n 阶零矩阵。

18.设A ,B 都是n 阶非零矩阵,且O A A =+2,O B B =+2,O AB =与O BA =至少有一个成立。证明:(1)1-=λ必是A 和B 的特征值;

(2)若1a ,2a 分别是A 和B 对应于1-的特征向量,则1a ,2a 线性无关。

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