在2016年考研数学二中,第21题是一道经典的线性代数题目。题目内容如下:
设矩阵 \( A = \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{bmatrix} \),求矩阵 \( A \) 的特征值和特征向量。
解答此题,首先需要计算矩阵 \( A \) 的特征多项式,即求解方程 \( \det(A - \lambda I) = 0 \),其中 \( I \) 是单位矩阵,\( \lambda \) 是特征值。计算特征值后,再求对应的特征向量。
经过计算,特征值分别为 \( \lambda_1 = 0 \),\( \lambda_2 = 2 \),\( \lambda_3 = 10 \)。接下来,分别求出每个特征值对应的特征向量。
对于 \( \lambda_1 = 0 \),解方程组 \( (A - 0I)v = 0 \),得到特征向量 \( v_1 = \begin{bmatrix} -1 \\ 2 \\ 1 \end{bmatrix} \)。
对于 \( \lambda_2 = 2 \),解方程组 \( (A - 2I)v = 0 \),得到特征向量 \( v_2 = \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \\ -1 \end{bmatrix} \)。
对于 \( \lambda_3 = 10 \),解方程组 \( (A - 10I)v = 0 \),得到特征向量 \( v_3 = \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{bmatrix} \)。
以上即为2016考研数学二第21题的完整解答。
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