已知3阶矩阵A与三维向量x,使得向量组x,Ax,A2x线性无关,且满足A3x=3Ax-2A2x.

已知3阶矩阵A与三维向量x,使得向量组x,Ax,A2x线性无关,且满足A3x=3Ax-2A2x.
(1)记P=(x,Ax,A2x),求3阶矩阵B,使A=PBP-1
(2)计算行列式|A+E|.
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网罗万象 种子

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解题思路:(1)要证A=PBP-1,只需证明AP=PB,将AP代入进去,化简成PB的形式,就可以知道B;
(2)要求|A+E|,而A是未知的矩阵,因此必须从(1)的结论A=PBP-1入手,知A~B,容易得到A+E~B+E,而|B+E|可以求出来.

(1)
由于AP=PB,
即:A(x,Ax,A2x)=(Ax,A2x,A3x)=(Ax,A2x,3Ax-2A2x)=(x,Ax,A2x)

000
103
01−2,
从而:AP=P

000
103
01−2,
所以:B=

000
103
01−2.

(2)由(1)知:A=PBP-1
∴A+E=PBP-1+PEP-1=P(B+E)P-1
∴|A+E|=|P(B+E)P-1|=|P|•|B+E|•|P-1|=|P|•|P-1|•|B+E|=|PP-1|•|B+E|=|B+E|
从而:|A+E|=|B+E|=
.
100
113
01−1.=−4.

点评:
本题考点: 向量组线性无关的判定与证明;相似矩阵的性质.

考点点评: 此题第一问是考查将矩阵分解成两个矩阵相乘;第二问是考查相似矩阵的行列式相等性质的运用.

1年前

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