题目
下列不可对角化的矩阵是()A. 有n个不同特征值的n阶方阵;B. 有n个线性无关的特征向量的n阶方阵;C. 不足n个线性无关的特征向量的n阶方阵;D. 实对称矩阵
下列不可对角化的矩阵是()
A. 有n个不同特征值的n阶方阵;
B. 有n个线性无关的特征向量的n阶方阵;
C. 不足n个线性无关的特征向量的n阶方阵;
D. 实对称矩阵
题目解答
答案
C. 不足n个线性无关的特征向量的n阶方阵;
解析
步骤 1:理解对角化条件
矩阵A可以对角化,当且仅当A有n个线性无关的特征向量。这意味着A可以被相似变换为一个对角矩阵,即存在一个可逆矩阵P,使得P^{-1}AP是一个对角矩阵。
步骤 2:分析选项
A. 有n个不同特征值的n阶方阵
如果一个n阶方阵有n个不同的特征值,那么它一定有n个线性无关的特征向量,因此可以对角化。
B. 有n个线性无关的特征向量的n阶方阵
根据对角化的条件,如果一个n阶方阵有n个线性无关的特征向量,那么它一定可以对角化。
C. 不足n个线性无关的特征向量的n阶方阵
如果一个n阶方阵不足n个线性无关的特征向量,那么它不能对角化,因为对角化需要n个线性无关的特征向量。
D. 实对称矩阵
实对称矩阵一定可以对角化,因为实对称矩阵的特征值都是实数,且特征向量可以被选择为正交的,从而可以找到n个线性无关的特征向量。
矩阵A可以对角化,当且仅当A有n个线性无关的特征向量。这意味着A可以被相似变换为一个对角矩阵,即存在一个可逆矩阵P,使得P^{-1}AP是一个对角矩阵。
步骤 2:分析选项
A. 有n个不同特征值的n阶方阵
如果一个n阶方阵有n个不同的特征值,那么它一定有n个线性无关的特征向量,因此可以对角化。
B. 有n个线性无关的特征向量的n阶方阵
根据对角化的条件,如果一个n阶方阵有n个线性无关的特征向量,那么它一定可以对角化。
C. 不足n个线性无关的特征向量的n阶方阵
如果一个n阶方阵不足n个线性无关的特征向量,那么它不能对角化,因为对角化需要n个线性无关的特征向量。
D. 实对称矩阵
实对称矩阵一定可以对角化,因为实对称矩阵的特征值都是实数,且特征向量可以被选择为正交的,从而可以找到n个线性无关的特征向量。