两道线性代数题(1,3)求详细过程

2025-05-08 13:09:46
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回答1:

(1)
求解行列式方程|A-λE|=0,得矩阵A的特征根:2 2 11

求解(A-2E)X=0的基础解系为:
(-0.5 1 0)^T
(-1 0 1)^T

一般说来重根的基础解系不一定是正交的,下面将其正交化
正交化方法如下:B1=A1
B2 = A2 -B1 x (A2,B1)/(B1,B1)

正交化后的结果是:
(-0.5 1 0)^T
(-0.8 -0.4 1)^T

将其单位化得:
(-0.44721 0.89443 0)^T
(-0.59628 -0.29814 0.74536)^T

求解(A-11E)X=0的基础解系为:
(1 0.5 1)^T

将其单位化得:
(0.66667 0.33333 0.66667)^T

将单位化后的基础解系合并,即得所求正交矩阵:
T =
-0.4472 -0.5963 0.6667
0.8944 -0.2981 0.3333
0 0.7454 0.6667
注:因为特征根的顺序不唯一,所以得到的正交矩阵T也不是唯一的

其中T^(-1)AT = T'AT =
2 0 0
0 2 0
0 0 11

(3)
求解行列式方程|A-λE|=0,得矩阵A的特征根:3 3 3 7

求解(A-3E)X=0的基础解系为:
(1 1 0 0)^T
(1 0 1 0)^T
(-1 0 0 1)^T

一般说来重根的基础解系不一定是正交的,下面将其正交化
正交化方法如下:B1=A1
B2 = A2 -B1 x (A2,B1)/(B1,B1)
B3 = A3 - B2 x (A3,B2)/(B2,B2) - B1 x (A3,B1)/(B1,B1)
B3 = A3 - B2 x (A3,B2)/(B2,B2) - B1 x (A3,B1)/(B1,B1)

正交化后的结果是:
(1 1 0 0)^T
(0.5 -0.5 1 0)^T
(-0.33333 0.33333 0.33333 1)^T

将其单位化得:
(0.70711 0.70711 0 0)^T
(0.40825 -0.40825 0.8165 0)^T
(-0.28868 0.28868 0.28868 0.86603)^T

求解(A-7E)X=0的基础解系为:
(1 -1 -1 1)^T

将其单位化得:
(0.5 -0.5 -0.5 0.5)^T

将单位化后的基础解系合并,即得所求正交矩阵:
T =
0.7071 0.4082 -0.2887 0.5000
0.7071 -0.4082 0.2887 -0.5000
0 0.8165 0.2887 -0.5000
0 0 0.8660 0.5000
注:因为特征根的顺序不唯一,所以得到的正交矩阵T也不是唯一的

其中T^(-1)AT = T'AT =
3 0 0 0
0 3 0 0
0 0 3 0
0 0 0 7

回答2:

又是你啊,第四题已经教你了,其他类推不会吗?