设A=(αij)n×n≥0为不可约矩阵.则A不能有两个线性无关的非负特征向量.请帮忙给出正确答案和分

大学本科 已帮助: 时间:2024-11-11 11:44:26

设A=(αij)n×n≥0为不可约矩阵.则A不能有两个线性无关的非负特征向量.
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

难度:⭐⭐⭐

题库:大学本科,理学,数学类

标签:向量,矩阵,线性

参考解答

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432***101

2024-11-11 11:44:26

正确答案:设x=(x1x2…xn)T>0为A的对应于γ(A)的特征向量.此外y=(y1y1… yn)T≥0为A的对应于特征值a的特征向量且x与y线性无关.因γ(A)是A的单重特征值故α≠γ(A).进一步记z=(z1z2…zn)T为AT的对应于γ(AT)=γ(A)的正特征向量.于是有γ(A)(yz)=(yγ(A)z)=(yATz)=ZTAy=(Ayz)=(αyz)=α(yz)即(r(A)-α)(yz)=0而α≠r(A)故必有(yz)=0此与y≥0z>0y≠0时(yz)>0矛盾!故y不存在.
设x=(x1,x2,…,xn)T>0为A的对应于γ(A)的特征向量.此外,y=(y1,y1,…,yn)T≥0为A的对应于特征值a的特征向量,且x与y线性无关.因γ(A)是A的单重特征值,故α≠γ(A).进一步,记z=(z1,z2,…,zn)T为AT的对应于γ(AT)=γ(A)的正特征向量.于是有γ(A)(y,z)=(y,γ(A)z)=(y,ATz)=ZTAy=(Ay,z)=(αy,z)=α(y,z)即(r(A)-α)(y,z)=0,而α≠r(A),故必有(y,z)=0,此与y≥0,z>0,y≠0时(y,z)>0矛盾!故y不存在.

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