题目
设a为可逆矩阵A的特征向量,则A^-1的特征向量为a,P^-1AP的特征向量为P^-1α.A. 对B. 错
设a为可逆矩阵A的特征向量,则$A^{-1}$的特征向量为a,$P^{-1}AP$的特征向量为$P^{-1}α$.
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的特征向量在逆矩阵和相似变换下的变化规律。
解题核心思路:
- 逆矩阵的特征向量:若$\alpha$是$A$的特征向量,对应特征值$\lambda$,则通过等式变形可推导出$A^{-1}\alpha$的表达式,从而确定其特征向量。
- 相似矩阵的特征向量:利用相似变换$P^{-1}AP$与原矩阵$A$的特征向量关系,通过代入验证的方式确定新特征向量的形式。
破题关键点:
- 逆矩阵的特征值与特征向量关系:若$A\alpha = \lambda \alpha$,则$A^{-1}\alpha = \frac{1}{\lambda} \alpha$,特征向量不变。
- 相似变换对特征向量的影响:若$A\alpha = \lambda \alpha$,则$P^{-1}AP \cdot (P^{-1}\alpha) = \lambda (P^{-1}\alpha)$,特征向量变为$P^{-1}\alpha$。
逆矩阵$A^{-1}$的特征向量
- 已知条件:$\alpha$是$A$的特征向量,即$A\alpha = \lambda \alpha$($\lambda \neq 0$,因$A$可逆)。
- 推导过程:
- 左乘$A^{-1}$得:
$A^{-1}A\alpha = A^{-1}(\lambda \alpha)$ - 化简左边得:
$\alpha = \lambda A^{-1}\alpha$ - 整理得:
$A^{-1}\alpha = \frac{1}{\lambda} \alpha$
- 左乘$A^{-1}$得:
- 结论:$\alpha$仍是$A^{-1}$的特征向量,对应特征值$\frac{1}{\lambda}$。
相似矩阵$P^{-1}AP$的特征向量
- 已知条件:$A\alpha = \lambda \alpha$。
- 推导过程:
- 对$P^{-1}AP$作用于$P^{-1}\alpha$:
$(P^{-1}AP)(P^{-1}\alpha) = P^{-1}A\alpha$ - 代入$A\alpha = \lambda \alpha$得:
$P^{-1}A\alpha = P^{-1}(\lambda \alpha) = \lambda P^{-1}\alpha$
- 对$P^{-1}AP$作用于$P^{-1}\alpha$:
- 结论:$P^{-1}\alpha$是$P^{-1}AP$的特征向量,对应特征值$\lambda$。