题目
设三阶方阵 A 的特征值为:lambda_(1)=1,lambda_(2)=2,lambda_(3)=-3,B=A^3-7A+5E,则 B 等于A. -E;B. 2A;C. 4E;D. 5A-E
设三阶方阵 $A$ 的特征值为:$\lambda_{1}=1$,$\lambda_{2}=2$,$\lambda_{3}=-3$,$B=A^{3}-7A+5E$,则 $B$ 等于
A. $-E$;
B. $2A$;
C. $4E$;
D. $5A-E$
题目解答
答案
A. $-E$;
解析
本题主要考察矩阵特征值的性质:若$\lambda$是方阵$A$的特征值,则对多项式$f(A)$,$f(\lambda)$是$f(A)$的特征值。
步骤1:确定$B=f(A)$对应的多项式
题目中$B=A^3 - 7A + 5E$,这是矩阵$A$的多项式,记$f(x)=x^3 - 7x + 5$,则$B=f(A)$。
步骤2:计算$B$的特征值
已知$A$的特征值为$\lambda_1=1$,$\lambda_2=2$,$\lambda_3=-3$,根据特征值性质,$B$的特征值为$f(\lambda_1)$,$f(\lambda_2)$,$f(\lambda_3)$:
- $f(1)=1^3 - 7\times1 + 5=1 - 7 + 5=-1$
- $f(2)=2^3 - 7\times2 + 5=8 - 14 + 5=-1$
- $f(-3)=(-3)^3 - 7\times(-3) + 5=-27 + 21 + 5=-1$
步骤3:判断$B$的形式
$B$是三阶方阵,其三特征值均为$-1$,故$B$相似于对角矩阵$\text{diag}(-1,-1,-1)=-E$。又因为相似矩阵秩相同,且$-E$是数量矩阵,故$B=-E$。