高等代数题:矩阵A的秩r(A)=1,求证:A可相似对角化《=》tr(A)不等与0.

2025-05-08 11:10:57
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回答1:

由r(A) = 1, 线性方程组AX = 0的解空间维数为n-r(A) = n-1,
也即属于0的特征子空间维数为n-1, 于是0作为A的特征值的重数至少是n-1.
可设A的特征值为0, 0, ..., 0, a, 可知tr(A) = a.

若A可相似对角化, 则0的重数恰为n-1, 有tr(A) = a ≠ 0.
若a = tr(A) ≠ 0, 则存在属于a的特征子空间维数至少是1, 并与属于0的特征子空间构成直和.
全空间可分解为A的特征子空间的直和, 故A可相似对角化.