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•27数学-南山秩1矩阵总结✔
本文档是一篇关于秩1矩阵的数学笔记,详细总结了秩1矩阵的核心性质及典型例题。内容包括秩1矩阵的分解形式、n次方运算规律、特征值与特征向量特性,以及可对角化条件等关键知识点,并通过具体例题展示其在矩阵运算中的应用,适用于考研数学复习,帮助学生系统掌握秩1矩阵相关理论与解题方法。
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📑27数学-南山秩1矩阵总结
秩一矩阵的性质
- 性质1:n阶矩阵A,若r(A)=1,则存在非零列向量α和非零行向量β,使A=αβ^T。
- 性质2:α^Tβ = a₁b₁ + a₂b₂ + a₃b₃(α=(a₁,a₂,a₃)^T,β=(b₁,b₂,b₃)^T)。
- 性质3:A=αβ^T时,Aⁿ = [tr(A)]^(n-1)A,其中tr(A)=α^Tβ。
- 性质4:特征值λ₁=tr(A),其余n-1个特征值为0,对应特征向量α(k≠0)。
- 性质5:tr(A)≠0时可对角化,tr(A)=0时不可对角化。
例题
- 例一:设α为n维列向量,E为单位矩阵,判断E-αα^T是否可逆。
解:r(αα^T)=1,特征值为1(重数1)和0(重数n-1),E-αα^T特征值为0(重数n-1)和1(重数1),行列式为0,不可逆。 - 例二:矩阵A=[[2,6,4],[-1,-3,-2],[2,6,4]],验证r(A)=1并计算Aⁿ。
解:A各行成比例,r(A)=1,tr(A)=2-3+4=3,故Aⁿ=3^(n-1)A。
