kaoyan1basic 线性代数 第8题

教材习题

📝 题目

### 【强化篇】第8题(选择题) 8.设 $\boldsymbol{A}, \boldsymbol{B}$ 均为 $n$ 阶矩阵,$|\boldsymbol{B}| \neq 0, \boldsymbol{\alpha}$ 为 $n$ 维非零列向量,则" $\boldsymbol{\alpha}$ 是 $\boldsymbol{A} \boldsymbol{B}$ 的特征向量"是" $\boldsymbol{B} \boldsymbol{\alpha}$ 是 $\boldsymbol{B} \boldsymbol{A}$

的特征向量"的 ). (A)充分必要条件 (B)充分非必要条件 (C)必要非充分条件 (D)既非充分又非必要条件

💡 答案解析

**答案**:A **解析**: 步骤1:若$\boldsymbol{\alpha}$是$\boldsymbol{AB}$的特征向量,即$\boldsymbol{AB}\boldsymbol{\alpha}=\lambda\boldsymbol{\alpha}$,左乘$\boldsymbol{B}$得$\boldsymbol{B}\boldsymbol{A}(\boldsymbol{B}\boldsymbol{\alpha})=\lambda(\boldsymbol{B}\boldsymbol{\alpha})$,故$\boldsymbol{B}\boldsymbol{\alpha}$是$\boldsymbol{B}\boldsymbol{A}$的特征向量。 步骤2:反之,若$\boldsymbol{B}\boldsymbol{\alpha}$是$\boldsymbol{B}\boldsymbol{A}$的特征向量,即$\boldsymbol{B}\boldsymbol{A}(\boldsymbol{B}\boldsymbol{\alpha})=\mu(\boldsymbol{B}\boldsymbol{\alpha})$,左乘$\boldsymbol{B}^{-1}$得$\boldsymbol{A}\boldsymbol{B}\boldsymbol{\alpha}=\mu\boldsymbol{\alpha}$,故$\boldsymbol{\alpha}$是$\boldsymbol{AB}$的特征向量。 步骤3:因此互为充要条件。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:证明充分性:若α是AB的特征向量,则Bα是BA的特征向量
设ABα = λα,左乘B得BABα = λBα,即BA(Bα) = λ(Bα),故Bα是BA的特征向量。
公式:ABα = λα ⇒ BA(Bα) = λ(Bα)
提示:注意左乘B后,利用矩阵乘法结合律。
步骤 2/3
目标:证明必要性:若Bα是BA的特征向量,则α是AB的特征向量
设BA(Bα) = μ(Bα),即BABα = μBα,左乘B⁻¹得ABα = μα,故α是AB的特征向量。
公式:BA(Bα) = μ(Bα) ⇒ ABα = μα
提示:由于|B|≠0,B可逆,左乘B⁻¹。
步骤 3/3
目标:得出结论
由充分性和必要性可知,两者互为充要条件。

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