证明:矩阵AB=BA的充要条件是它们的特征值相等.

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/05/12 22:13:46
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证明:矩阵AB=BA的充要条件是它们的特征值相等.
只需证明:若λ是AB的特征值,则λ也是BA的特征值.分两种情况:
(1)λ≠0.由λ是AB的特征值,存在非零向量x使得ABx=λx.所以BA(Bx)=B(ABx)=B(λx)=λBx,且Bx≠0(否则λx=ABx=0,得λ=0,矛盾).这说明Bx是BA的对应于特征值λ的特征向量,特别地λ也是BA的特征值.
(2)λ=0.此时存在非零向量x使得ABx=λx=0,所以AB不满秩,知det(AB)=0.从而det(BA)=det(AB)=0,BA不满秩,所以存在非零向量x使得BAx=0=λx.这说明λ=0也是BA的特征值.
证毕.

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