题目
10.下列命题错误的是( )A. 属于不同特征值的特征向量必线性无关B. 属于同一特征值的特征向量必线性相关C. 相似矩阵必有相同的特征值D. 特征值相同的矩阵未必相似
10.下列命题错误的是( )
A. 属于不同特征值的特征向量必线性无关
B. 属于同一特征值的特征向量必线性相关
C. 相似矩阵必有相同的特征值
D. 特征值相同的矩阵未必相似
题目解答
答案
B. 属于同一特征值的特征向量必线性相关
解析
本题考查特征值与特征向量的性质及矩阵相似性的相关定理。解题关键在于:
- 不同特征值对应的特征向量必然线性无关(选项A正确);
- 同一特征值的特征向量可能线性相关或无关,取决于几何重数(选项B错误);
- 相似矩阵必有相同特征值(选项C正确);
- 特征值相同不能保证矩阵相似(选项D正确)。
选项A
不同特征值对应的特征向量线性无关是线性代数中的基本定理,因此选项A正确。
选项B
同一特征值的特征向量可能线性相关或无关。例如,若特征值的几何重数大于1,则存在多个线性无关的特征向量,此时它们线性无关。因此选项B中“必线性相关”的表述错误。
选项C
相似矩阵具有相同的特征多项式,因此特征值(包括代数重数)必然相同,选项C正确。
选项D
特征值相同仅说明矩阵相似的必要条件,而非充分条件。例如,对角矩阵与非对角矩阵可能特征值相同但不相似,选项D正确。