下列矩阵是否可以对角化,对于可以对角化的矩阵A,求出可逆矩阵P,使得P-1AP为对角矩阵.
(1)
(10
-11)
(2)
(-7-10
34)
矩阵A= (0 1 -1 1) 的特征多项式为 |λE-A|= |λ-1 0| | 1 λ-1| =(λ-1), 所以矩阵A的特征值为λ1=λ2=1. 对于特征值λ1=λ2=1,解齐次线性方程组(E-A)x=0,对系数矩阵作初等行变换 E-A= (0 0 1 0) → (1 0 0 0) 方程组的基础解系为α1= (0 1), 故矩阵不能相似对角化. (2) (-7 -10 3 4) 解:矩阵A= (-7 -10 3 4) 的特征多项式为 |λE-A|= |λ+7 10| | -3 λ-4| =(λ+1)(λ+2), 得矩阵A的特征值λ1=-1,λ2=-2. 对于特征值λ1=-1,解齐次线性方程组(-E-A)x=0,对系数矩阵作初等行变换 -E-A= (6 10 -3 -5) → (3 5 0 0) → (1 5/3 0 0) 方程组的基础解系为α1= (-5 3), 故A的属于特征值λ1=-1的一个特征向量为α1. 对于特征值λ2=-2,解齐次线性方程组(-2E-A)x=0,对系数矩阵作初等行变换 -2E-A= (5 10 -3 -6) → (1 2 0 0) 方程组的基础解系为α2= (-2 1), 故A的属于特征值λ2=-2的一个特征向量为α2.α1,α2线性无关,故A可以相似对角化,令 P=(α1,α2)= (-5 -2 3 1) 则有P-1AP= (-1 0 0 -2)