题目
9、若A为三阶方阵,且|A+2E|=0,|2A+E|=0,|3A-4E|=0,则|A|=( )A. 8B. -8C. (4)/(3)D. -(4)/(3)
9、若A为三阶方阵,且$|A+2E|=0,|2A+E|=0,|3A-4E|=0$,则$|A|=( )$
A. 8
B. -8
C. $\frac{4}{3}$
D. $-\frac{4}{3}$
题目解答
答案
C. $\frac{4}{3}$
解析
本题考查方阵特征值与行列式的关系。解题的关键思路是根据已知条件求出方阵$A$的特征值,再利用方阵的行列式等于其所有特征值的乘积这一性质来计算$\vert A\vert$。
步骤一:根据已知条件求出方阵$A$的特征值
- 已知$\vert A + 2E\vert = 0$,根据特征值的定义,若$\vert\lambda E - A\vert = 0$,则$\lambda$为方阵$A$的特征值。
将$\vert A + 2E\vert = 0$变形为$\vert -(-2)E - A\vert = 0$,所以$\lambda_1 = -2$是方阵$A$的一个特征值。 - 已知$\vert 2A + E\vert = 0$,对其进行变形:
$\vert 2A + E\vert = \vert 2(A + \frac{1}{2}E)\vert$,根据行列式的性质$\vert kA\vert = k^n\vert A\vert$(其中$n$为方阵$A$的阶数,这里$n = 3$),可得$\vert 2(A + \frac{1}{2}E)\vert = 2^3\vert A + \frac{1}{2}E\vert = 8\vert A + \frac{1}{2}E\vert$。
因为$\vert 2A + E\vert = 0$,所以$8\vert A + \frac{1}{2}E\vert = 0$,即$\vert A + \frac{1}{2}E\vert = 0$,进一步变形为$\vert -(-\frac{1}{2})E - A\vert = 0$,所以$\lambda_2 = -\frac{1}{2}$是方阵$A$的一个特征值。 - 已知$\vert 3A - 4E\vert = 0$,对其进行变形:
$\vert 3A - 4E\vert = \vert 3(A - \frac{4}{3}E)\vert = 3^3\vert A - \frac{4}{3}E\vert = 27\vert A - \frac{4}{3}E\vert$。
因为$\vert 3A - 4E\vert = 0$,所以$27\vert A - \frac{4}{3}E\vert = 0$,即$\vert A - \frac{4}{3}E\vert = 0$,所以$\lambda_3 = \frac{4}{3}$是方阵$A$的一个特征值。
步骤二:根据方阵的行列式与特征值的关系计算$\vert A\vert$
对于$n$阶方阵$A$,其行列式$\vert A\vert$等于其所有特征值的乘积,即$\vert A\vert = \lambda_1\lambda_2\cdots\lambda_n$。
因为$A$是三阶方阵,且$\lambda_1 = -2$,$\lambda_2 = -\frac{1}{2}$,$\lambda_3 = \frac{4}{3}$,所以$\vert A\vert = (-2)\times(-\frac{1}{2})\times\frac{4}{3}$
$= 1\times\frac{4}{3} = \frac{4}{3}$。