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设A为正交阵,且|A|=-1,证明K=-1是A的特征值

答案:2  悬赏:10  手机版
解决时间 2021-12-24 06:06
  • 提问者网友:我是女神我骄傲
  • 2021-12-23 13:49
设A为正交阵,且|A|=-1,证明K=-1是A的特征值
我这样证明行不行呢
如果不行 为什么
Ax=kx 所以|A||x|=k^n*|x|
因为|x|不等于,所以|A|=k^n 因为A=-1 了 所以k只能是-1
最佳答案
  • 五星知识达人网友:底特律间谍
  • 2021-12-23 14:27

符号||既能代表向量(n×1阶)的模,又能代表方阵(n×n阶)的行列式,两个概念不能混淆.
|x|代表向量的模,一般不能直接与|A|这个行列式值相乘得到Ax的模.常数k的话,倒是可以相乘的,即kx的模等于k的模乘向量x的模.
正交矩阵的性质是Ax的模和x的模相等,即|Ax|=|x|(这是因为|Ax|^2=(A*x)'*(A*x)=x'*A'*A*x=x'*(A'*A)*x=x'*I*x=x'*x=|x|^2).由Ax=lamda*x,两边取模|x|=|lamda|*|x|,因为|x|非零,因此可以推出|lamda|=1,即正交矩阵的特征值的模是1(包括复数的模).
这道题的一个正确做法是:A的特征多项式的根即A的特征值,前面已经证明了他们的模都是1,而且复数特征值都是成对共轭地出现(代数基本定理,实系数多项式的复数根都是共轭成对出现),因为行列式等于特征值的乘积,所以
lamda(1)*lamda(2)*...*lamda(n)=|A|=-1,
如果lamda里没有-1,那个A的实特征值只能有+1,而且共轭模1的特征值的成对乘积都是+1,所以|A|就应该是+1,而不是-1,这就矛盾了.
网页参考:代数基本定理(仅作参考,证明太复杂,不需要细看).


全部回答
  • 1楼网友:一秋
  • 2021-12-23 14:50
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