复旦大学谢启鸿老师高等代数在线习题课 思考题分析与解 ep.45
2022-02-01 19:52 作者:CharlesMa0606 | 我要投稿
本文内容主要有关于Cayley-Hamilton定理的应用,在高代白皮书上对应第6.2.3节
题目来自于复旦大学谢启鸿教授在本站高等代数习题课的课后思考题,本文仅供学习交流
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本人解题水平有限,可能会有错误,恳请斧正!
祝大家新年快乐!
练习题1(16级高代II每周一题第3题) 设为n阶方阵,
,使得
都是非异阵.证明:存在
,使得
.
证明 注意到都是非异阵,取
的任一特征值为
,则
都不为零.设分块对角阵
的特征多项式为
从而互素,因此存在
,代入
,由Cayley-Hamilton定理可知
,这即是要找的
,使得
.
练习题2(15级高代II每周一题第4题) 设n阶方阵A适合多项式,其中
.证明:矩阵方程
只有零解.
证明 首先证明多项式方程的根的模长一定小于1,用反证法,设
并且
,则
,矛盾.
注意到A适合多项式,从而A的特征值适合多项式
,于是A的特征值的模长小于1.
考虑,
的特征值模长大于1,而
的特征值的模长小于1,从而二者不可能有相同特征值,这就说明矩阵方程
只有零解.
练习题3(14级高代II期中考试第七大题) 设n阶实矩阵A的所有特征值都是正实数,证明:对任一实对称阵C,存在唯一的实对称阵B,满足.
证明 考虑,因为A的所有特征值都是正实数,所以
的特征值全为正实数,并且A与
必定没有公共特征值.从而方程存在唯一解.
注 最近参加专栏的活动要求字数,所以我将练习题解答直接写出,最后附上图片格式的解答



