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摘要:本节我们来介绍一下矩阵方程的相关问题网赚项目,对于矩阵方程是我们在考试中很容易考察的一个,换个角度看,当X可逆时,这个矩阵方程不就是相似矩阵的问题吗,那么本节就和岩宝来一起探究一下.

例1.设分别是复数域上的级,级矩阵,证明:矩阵方程只有零解的充要条件是没有公共特征值.

证明:充分性,因为没有公共特征值,所以的特征多项式和的特征多项式没有公共特征根,即

于是存在使得

代入矩阵可得

即有,即可逆.

由可得,故.

必要性. 设为矩阵的公共特征值矩阵可逆的条件是什么,由于

从而也有公共特征值,设

令则

矛盾.

例2.(2020武汉大学)已知为正定矩阵,若矩阵方程有唯一解,证明:是正定矩阵.

证明:由于有唯一解,所以

上式取转置结合为正定矩阵可知

这说明也是矩阵方程的解,根据唯一解可知,接下来我们对于两边取共轭得

则也为矩阵方程的的解,即.

即为实对称矩阵,进而B的特征值均为实数,进而的特征值均为实数,现在任取为B的一个实特征值,为对应的实特征向量,即有

那么取转置也有,即有

由于为正定矩阵,所以0,alpha^{T}Calpha>0″ data-formula-type=”inline-equation”>,从而结合上式可知0″ data-formula-type=”inline-equation”>,即的特征值均大于0,所以也为正定矩阵.

这里岩宝也给出一个类似的题目,请大家作为练习;

练习1.已知为级矩阵,A的特征多项式为,证明:可逆的充要条件是无公共特征值.

例3.设分别是数域上的级,级方阵,证明:如果与有个两两不等的公共特征值,那么矩阵方程有秩为r的矩阵解.

证明:设两两不等,它们是与的公共特征值,则它们也是的特征值,从而在中有非零向量使得

矩阵可逆条件_与可逆矩阵相乘秩不变_矩阵可逆的条件是什么

同时,在中有非零向量使得,于是,现在令

则C是矩阵矩阵可逆的条件是什么,满足

这说明C是矩阵方程的解,下面证明;

我们注意到是线性无关的,同时也是线性无关的,所以

一方面我们有

另一方面根据秩不等式可得

所以

练习2.给定实矩阵为

求一个可逆矩阵,使得.

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