设A是素矩阵 则对任意的正整数m Am是素矩阵.请帮忙给出正确答案和分析 谢谢!

大学本科 已帮助: 时间:2024-11-11 16:21:19

设A是素矩阵,则对任意的正整数m,Am是素矩阵.
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:矩阵,正确答案,请帮忙

参考解答

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463***101

2024-11-11 16:21:19

正确答案:因为γ(A)为A的单重特征值而且是A的模为γ(A)的唯一特征值所以(γ(A))m。是Am的单特征值而且是Am的模为(γ(A))m的唯一特征值.因此对m≥1由于有Am≥0要证明Am是素矩阵只需证明Am是不可约的.用反证法.假定对某个正整数vAv是可约的不妨设其中BD为子方阵.设Ax=r(A)xx>0于是有Avx=(γ(A))vx对应于BD将x写成从而有dvx(2)=(γ(A))vx(2)这表明(γ(A))v是D的特征值. 另一方面再考虑AT它也是非负的和不可约的那么必存在向量y>0使得ATy=γ(A)y.类似地可推出(γ(A))v是BT的特征值从而也是B的特征值. 这样(γ(A))v是D的特征值又是B的特征值则γ(A)成了A的多重特征值矛盾!因此对所有的m≥1Am是不可约的.从而Am是素矩阵.
因为γ(A)为A的单重特征值,而且是A的模为γ(A)的唯一特征值,所以(γ(A))m。是Am的单特征值,而且是Am的模为(γ(A))m的唯一特征值.因此,对m≥1,由于有Am≥0,要证明Am是素矩阵,只需证明Am是不可约的.用反证法.假定对某个正整数v,Av是可约的,不妨设,其中B,D为子方阵.设Ax=r(A)x,x>0,于是有Avx=(γ(A))vx,对应于B,D,将x写成,从而有dvx(2)=(γ(A))vx(2),这表明(γ(A))v是D的特征值.另一方面,再考虑AT,它也是非负的和不可约的,那么必存在向量y>0,使得ATy=γ(A)y.类似地,可推出(γ(A))v是BT的特征值,从而也是B的特征值.这样,(γ(A))v是D的特征值又是B的特征值,则γ(A)成了A的多重特征值,矛盾!因此,对所有的m≥1,Am是不可约的.从而Am是素矩阵.

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