题目
设 0 是方阵 A 的一个 2 重特征值则齐次线性方程组 Ax = 0 ( )A. 有两个线性无关的解B. 有无穷多个解C. 只有一个线性无关的解D. 只有一个非零解
设 0 是方阵 A 的一个 2 重特征值则齐次线性方程组 Ax = 0 ( )
A. 有两个线性无关的解
B. 有无穷多个解
C. 只有一个线性无关的解
D. 只有一个非零解
题目解答
答案
B. 有无穷多个解
解析
步骤 1:理解特征值和特征向量的概念
特征值和特征向量是线性代数中的重要概念。对于一个方阵 A,如果存在非零向量 x 和标量 λ,使得 Ax = λx 成立,则称 λ 是 A 的一个特征值,x 是 A 的对应于特征值 λ 的特征向量。
步骤 2:分析题目中的条件
题目中给出的条件是 0 是方阵 A 的一个 2 重特征值。这意味着 0 是 A 的特征多项式的二重根,即 A 的特征多项式可以分解为 (λ - 0)^2 = λ^2 的形式。因此,齐次线性方程组 Ax = 0 的解空间的维数至少为 2,即至少有两个线性无关的解。
步骤 3:确定齐次线性方程组 Ax = 0 的解的情况
由于齐次线性方程组 Ax = 0 的解空间的维数至少为 2,因此它有无穷多个解。这是因为,如果存在两个线性无关的解 x1 和 x2,则对于任意的实数 c1 和 c2,向量 c1x1 + c2x2 也是 Ax = 0 的解,从而有无穷多个解。
特征值和特征向量是线性代数中的重要概念。对于一个方阵 A,如果存在非零向量 x 和标量 λ,使得 Ax = λx 成立,则称 λ 是 A 的一个特征值,x 是 A 的对应于特征值 λ 的特征向量。
步骤 2:分析题目中的条件
题目中给出的条件是 0 是方阵 A 的一个 2 重特征值。这意味着 0 是 A 的特征多项式的二重根,即 A 的特征多项式可以分解为 (λ - 0)^2 = λ^2 的形式。因此,齐次线性方程组 Ax = 0 的解空间的维数至少为 2,即至少有两个线性无关的解。
步骤 3:确定齐次线性方程组 Ax = 0 的解的情况
由于齐次线性方程组 Ax = 0 的解空间的维数至少为 2,因此它有无穷多个解。这是因为,如果存在两个线性无关的解 x1 和 x2,则对于任意的实数 c1 和 c2,向量 c1x1 + c2x2 也是 Ax = 0 的解,从而有无穷多个解。