证明题(2004年北京大学

设A为n×n复矩阵,证明:存在一个n维向量α,使α,Aα,…,An-1α线性无关的充要条件是A的每个特征向量值恰有一个线性无关的特征向量。

答案解析

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讨论

设A=,A11∈Cr×r,rankA11=r且rankA=rankA11,证明:(1) A22-A21 A11-1 A12=0(2) N()=R()其中N(T),R(T)分别表示T∈Cm×n的零空间与列空间,即N(T)={x|Tx=0}⊂Cn R(T)={y|y=Tx,x∈Cn}⊂Cm Cm×n表示 m×n复数矩阵空间,Cn表示复n维列向量构成的线性空间,In-r表示 (n-r)×(n-r)单位矩阵。

设A,B是n×n矩阵,φ(λ)为A的特征多项式,证明φ(B)是奇异矩阵的充要条件是A,B有公共的特征值。

设A为实对称矩阵。证明当实数t充分大之后,tI+A是正定矩阵,其中I表示单位矩阵。

考虑循环矩阵A=证明:(1) A=a0 In+a1 T+a2 T2+⋯+an-1 Tn-1,其中T=In表示n×n单位矩阵。(2) T相似于对角矩阵。(3) A相似于对角矩阵。

设x1-x2=a1,x2-x3=a2,x3-x4=a3,x4-x5=a4,x5-x1=a5。证明此方程组有解的充分必要条件为ai =0。

证明方程dx/dt=Ax(A为n×n实矩阵)有以ω(ω≠0)为周期的周期解的充要条件是系数矩阵A至少有一个形如i 2πμ/ω的特征根,其中μ为整数。

北京大学齐次微分方程

设y=φ(x)满足微分不等式dy/dx+a(x)y≤0 其中函数a(x)在x≥0上连续,证明:φ(x)≤φ(0) ,(x≥0).

证明微分方程初值问题:的解在α<t<β上存在且惟一,其中a(t),b(t)均在区间α<t<β上连续,α<x_0<β,x_0为任意实数。

考虑方程x''+k2 x=f(t),其中k为常数,函数f(t)于0≤t<+∞上连续。(1)当k≠0时求上述方程满足初始条件x(0)=1,x' (0)=-1的解。(2)证明当k=0时上述方程的通解可表示为x=c1+c2 t+(t-s)f(s)ds 其中c1,c2为任意常数。

令n为正整数。对任一正整数k,记0k=为k×k的零矩阵。令Y=为一个(2n+1)×(2n+1)矩阵,其中A=(xi,j)1≤i≤n,1≤j≤n+1是一个n×(n+1)实矩阵且At记A的转置矩阵,即(n+1)×n的矩阵,(j,i)处元素为xi,j.(i)证明题(10分)称复数λ为k×k矩阵X的一个特征值,如果存在非零列向量v=(x1,…,xk)t使得Xv=λv.证明:0是Y的特征值且Y的其他特征值形如±,其中非负实数λ是AAt的特征值。(ii)证明题(15分)令n=3且a1,a2,a3,a4是4个互不相等的正实数。记a=以及xi,j=ai δi,j+aj δ4,j-1/a2 (ai2+a42)aj(1≤i≤3,1≤j≤4),其中δi,j= .证明:Y有7个互不相等的特征值。

A=,则A的特征值为【 】

A为4阶方阵,其特征值为-1,1,2,3,A*为A的伴随矩阵,则|A*|=__________。

设A为数域P上的一个n级矩阵,如果f(A)=0,则称f(x)以A为根。次数最低首项为1的以A为根的多项式称为A的最小多项式,证明矩阵A的最小多项式是惟一的。

设矩阵A满足:对任意x1,x2,x3均有A=(1)求A.(2)求可逆矩阵P与对角矩阵A,使得P-1AP=Λ.

设3阶实对称矩阵A的特征值为λ1=-1,λ2=λ3=1,对应于λ1的特征向量为ξ1=(0,1,1)T,求A.

已知ξ=是矩阵A=的一个特征向量.(1)试确定参数a,b及特征向量ξ所对应的特征值;(2)问A能否相似于对角阵?说明理由.

设A为n阶矩阵,|A|≠0,A*为A的伴随矩阵,E为n阶单位矩阵.若A有特征值λ,则(A*)2+E必有特征值____________.

设3阶矩阵A的特征值为λ1=1,λ2=2,λ3=3,对应的特征向量依次为ξ1=,ξ2=,ξ3=,又向量β=.(1)将β用ξ1,ξ2,ξ3线性表出;(2)求An β(n为自然数).

设n阶矩阵A的元素全为1,则A的n个特征值是__________.