题目
设A为2阶矩阵,α 1 ,α 2 为线性无关的2维列向量,Aα 1 =0,Aα 2 =2α 1 +α 2 ,则A的非零特征值为___________.
设A为2阶矩阵,α 1 ,α 2 为线性无关的2维列向量,Aα 1 =0,Aα 2 =2α 1 +α 2 ,则A的非零特征值为___________.
题目解答
答案
1
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的特征值求解,涉及线性变换的矩阵表示、特征值的定义及性质。
解题核心思路:
- 利用已知条件构造矩阵:通过向量α₁和α₂的线性组合,确定矩阵A在特定基下的表示。
- 特征值的不变性:矩阵在不同基下的表示虽然不同,但特征值保持不变。
- 直接求解特征方程:通过构造的矩阵形式,计算特征方程并求解非零特征值。
破题关键点:
- 由Aα₁=0可知,0是A的一个特征值。
- 通过Aα₂=2α₁+α₂,构造矩阵A在基{α₁, α₂}下的表示,进而求解特征值。
构造矩阵A的表示
以α₁和α₂为基向量,矩阵A的作用可表示为:
- 第一列对应Aα₁的坐标:Aα₁=0 → 第一列为$\begin{bmatrix}0 \\ 0\end{bmatrix}$。
- 第二列对应Aα₂的坐标:Aα₂=2α₁+α₂ → 第二列为$\begin{bmatrix}2 \\ 1\end{bmatrix}$。
因此,矩阵A在基{α₁, α₂}下的表示为:
$A = \begin{bmatrix}0 & 2 \\0 & 1\end{bmatrix}$
求解特征值
特征方程:
$\det(A - \lambda I) = \det\begin{bmatrix}-\lambda & 2 \\0 & 1-\lambda\end{bmatrix} = (-\lambda)(1-\lambda) = 0$
解得特征值为$\lambda_1 = 0$,$\lambda_2 = 1$。
非零特征值为1。