若有正整数m,使A的m次方等于零,称A为幂零矩阵,求证A为幂零矩阵的充要条件是A的特征根全为零。

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2024-12-18 11:59:12
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回答1:

设A的特征根是λi,
先证明充分性:λi=0,则A为幂零矩阵
证明:若特征根λi=0,则有非0向量X使得AX=λX,(A^2)X=λAX=(λ^2)X,以此类推有(A^m)X=(λ^m)X,由于x是非零向量,所以λ^m=0可知A^m,所以有正整数m使A的m次方等于零,即A为幂零矩阵

再证明必要性:A为幂零矩阵,则λi=0
证明:A的特征值为λ,则A^2特征值为(λ^2)
(A^m)的特征值为λ^(m)
设有非零向量X,则有(A^m)X=(λ^m)X,(A^m)=0时(λ^m)必然=0
即 A为幂零矩阵时,则λi=0
证毕。

回答2:

你就设λ为A的特征值,则有非0向量X使得AX=λX,两边乘以A有
(A^2)X=λAX=(λ^2)X,以此类推有(A^m)X=(λ^m)X,由于A幂0,因此左边等于0,由于X非0,因此λ^m=0,故λ=0,也即A的特征根全为0.

回答3:

A的特征值为λ,则A^2特征值为λ^(2)
A^(m)的特征值为λ^(m)
当A^m等于0时A的特征值也就都为0了
主要证明特征值全为0时是幂零矩阵这个在
http://220.161.122.70:8000/jpkc/pic/200712716353485949.doc有详细说明,
自己看吧