1,2是矩陣A的兩個不同的特徵值,對應的特徵向量分別為1,2,求證1,2線性無關

2021-05-22 14:47:48 字數 949 閱讀 8813

1樓:匿名使用者

證明: 設 k1α1+k2α2=0 (1)等式兩邊左乘a得 k1aα1+k2aα2=0由已知得 k1λ1α1+k2λ2α2=0 (2)λ1*(1) - (2)

k2(λ1-λ2)α2=0

因為α2是特徵向量, 故不等於0

所以 k2(λ1-λ2)=0

而 λ1,λ2是矩陣a的兩個不同的特徵值

所以 k2=0

代入(1)知k1=0.

故α1,α2線性無關

2樓:匿名使用者

定理:屬於不同特徵值的特徵向量是線性無關的

證明:對特徵值的個數做數學歸納法。由於特徵向量是不為零的,所以單個的特徵向量必然線性無關。現在設屬於k個不同特徵值的特徵向量線性無關,

我們證明屬於k+1個不同特徵值λ1,λ2,...,λ(k+1)的特徵向量ξ1,ξ2,...,ξ(k+1)也線性無關。

假設有關係式a1ξ1+a2ξ2+...+akξk+a(k+1)ξ(k+1)=0(1)成立,等式兩端乘以λ(k+1)得:

a1λ(k+1)ξ1+a2λ(k+1)ξ2+...+akλ(k+1)ξk+a(k+1)λ(k+1)ξ(k+1)=0(2)

(1)式兩端同時作用a,即有

a1λ1ξ1+a2λ2ξ2+...+akλkξk+a(k+1)λ(k+1)ξ(k+1)=0(3)

(3)減去(2)得到

a1(λ1-λ(k+1))ξ1+...+a(k+1)(λk-λ(k+1))ξ(k+1)=0

根據歸納法假設,ξ1,ξ2,...,ξ(k+1)線性無關,於是ai(λi-λ(k+1))=0,i=1,2,...,k.

但λi-λ(k+1)≠0(i≤k),所以ai=0,i=1,2,...,k.

這時(1)式變為a(k+1)ξ(k+1)=0.又因為ξ(k+1)≠0,所以只有a(k+1).

這就證明了ξ1,ξ2,...,ξ(k+1)線性無關。

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