A與 A相似,A是複數域上的三階矩陣,A的特徵值不全為0,怎麼證明A可對角化?

時間 2021-05-30 18:23:08

1樓:Kuchler

對比A的若爾當標準形B和-B的特徵多項式,要相同,那麼B的非零對角元素成對出現

只有三個元素,又不全為0,所以只能乙個x乙個-x乙個0

於是你發現B只能成為乙個對角陣

2樓:高炤

A和-A相似,所以有相同的特徵多項式。由Cayley-Hamilton得到A^3+aA^2+bA+cI=0,

-A^3+aA^2-bA+cI=0。相加得到aA^2+cI=0,如果a,c不等於0,ax^2+c=0沒重根,所以A的極小多項式沒有重根,A可對角。如果a不等於0,c=0,那麼A^2=0,說明A的特徵值全為0,與條件矛盾。

如果a,c都為0,那麼A^3+bA=0, A(A^2+bI)=0, 如果b=0,A^3=0, 同樣A特徵值均為0,矛盾。所以b不等於0,x(x^2+b)沒有重根,所以A的極小多項式沒重根,A可對角。

3樓:

這是個很繁瑣的證明:

設abc是A的三個特徵根,由jordan標準型可以發現-a,-b,-c也是A的三個特徵根。

如果a=b=c,那麼勢必有a=b=c=0。

如果三個各不相同,那麼自然可以對角化。

接下來設a=b, c≠a。

如果a=-a,那麼a=b=0,從而c也必須=0。

a=-b同理。

如果a=-c

那麼就有b=-c, c=-b

由於特徵根必須是兩個相同另乙個不同的格局,現在-c=-c,-b是特徵根,-a=-b, -c也是特徵根,那麼必須有-c=-a=-b。

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