题目
已知3阶矩阵A的特征值为1,2,-3,求|A*+3A+2E|.
已知3阶矩阵A的特征值为1,2,-3,求|A*+3A+2E|.
题目解答
答案
25
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的伴随矩阵性质、特征值的运算以及行列式的计算。
解题核心思路:
- 利用特征值的性质:已知矩阵A的特征值,可推导出其伴随矩阵A*、逆矩阵A⁻¹等的特征值。
- 矩阵多项式的特征值:若矩阵B是A的多项式(如A* + 3A + 2E),则B的特征值可由A的特征值对应计算得到。
- 行列式的计算:矩阵B的行列式等于其所有特征值的乘积。
破题关键点:
- 伴随矩阵的特征值:A*的特征值为$\frac{|A|}{\lambda_i}$,其中$\lambda_i$是A的特征值,$|A|$是A的行列式。
- 矩阵多项式的特征值叠加:将A*、3A、2E的特征值分别计算后相加,得到B的特征值。
步骤1:计算矩阵A的行列式
已知A的特征值为1, 2, -3,则:
$|A| = 1 \times 2 \times (-3) = -6$
*步骤2:求A的特征值*
根据伴随矩阵性质,A的特征值为$\frac{|A|}{\lambda_i}$,即:
- 对于$\lambda_1 = 1$,A*的特征值为$\frac{-6}{1} = -6$
- 对于$\lambda_2 = 2$,A*的特征值为$\frac{-6}{2} = -3$
- 对于$\lambda_3 = -3$,A*的特征值为$\frac{-6}{-3} = 2$
步骤3:求3A的特征值
将A的特征值乘以3:
- $3 \times 1 = 3$
- $3 \times 2 = 6$
- $3 \times (-3) = -9$
步骤4:求2E的特征值
单位矩阵2E的特征值均为2,共3个。
*步骤5:求B = A + 3A + 2E的特征值**
将对应部分的特征值相加:
- 对于$\lambda_1 = 1$:$-6 + 3 + 2 = -1$
- 对于$\lambda_2 = 2$:$-3 + 6 + 2 = 5$
- 对于$\lambda_3 = -3$:$2 + (-9) + 2 = -5$
步骤6:计算行列式|B|
B的特征值为-1, 5, -5,因此:
$|B| = (-1) \times 5 \times (-5) = 25$