题目
15.单选题(4分) 设A为3阶非零矩阵,A^2=0,则A的线性无关的特征向量的个数等于()A. 2B. 3C. 1D. 0
15.单选题(4分) 设A为3阶非零矩阵,$A^{2}=0$,则A的线性无关的特征向量的个数等于()
A. 2
B. 3
C. 1
D. 0
题目解答
答案
A. 2
解析
本题主要考察矩阵特征值与特征向量的相关知识,具体涉及幂零矩阵的性质及及线性无关特征向量的个数判定,关键思路如下:
步骤1:确定矩阵$A$的特征值
设$\lambda$是$A$的任意特征值,$\alpha$是对应的特征向量,则$A\alpha=\lambda\alpha$。
对$A^2=0$两边左乘$\alpha$,得$A^2\alpha=A(A\alpha)=A(\lambda\alpha)=\lambda(A\alpha)=\lambda^2\alpha=0$。
因$\alpha\neq0$,故$\lambda^^2=0$,即$\lambda=0$是$A$的唯一特征值。
步骤2::分析线性无关特征向量的个数
线性无关特征向量的个数等于$n-\text{rank}(A)$($n\text{rank}(A)$为矩阵$A$的秩,$n=3$)。
因$A\text{rank}(A)\geq1$($A$非零),且$A^2=0$,由幂零矩阵性质知$\text{rank}(A)\leq n/2=1.5$,故$\text{rank}(A}=1$。
因此,线性无关特征向量的个数为$3-1=2$。
结论
$A$的线性无关特征向量的个数为2。