2022年考研数学三第20题讲解:
本题主要考察线性代数中矩阵的特征值与特征向量的概念。具体解题步骤如下:
1. 求特征多项式:首先,根据题目给出的矩阵A,求出其特征多项式。设λ为特征值,则有:
\[
\text{det}(A - λI) = 0
\]
其中,I为单位矩阵。计算特征多项式后,解出特征值λ。
2. 求特征向量:对于每个特征值λ,求解方程组:
\[
(A - λI)x = 0
\]
其中,x为特征向量。求出对应于每个特征值的线性无关的特征向量。
3. 构造相似对角矩阵:根据特征值和特征向量,构造相似对角矩阵。设A的相似对角矩阵为D,则有:
\[
P^{-1}AP = D
\]
其中,P为由特征向量构成的矩阵。
4. 计算所求的行列式:根据题目要求,计算\(A^{2022}\)的行列式。由于\(A^{2022} = PD^{2022}P^{-1}\),则:
\[
\text{det}(A^{2022}) = \text{det}(PD^{2022}P^{-1}) = \text{det}(P)\text{det}(D^{2022})\text{det}(P^{-1}) = \text{det}(D)^{2022}
\]
最后,计算相似对角矩阵D的行列式,得到\(A^{2022}\)的行列式。
总结:本题通过求解矩阵的特征值和特征向量,构造相似对角矩阵,最终计算所求行列式。掌握了特征值、特征向量的概念以及相似对角矩阵的构造方法,便能轻松解决此类问题。
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