矩阵方程A²-2A+4I=0怎么化简
时间: 2024-06-06 17:06:43 浏览: 165
矩阵化为行阶梯型矩阵 和 化为行最简矩阵 【显示出每一步的步骤,有源码】
将矩阵A表示为一个二阶方阵:
A = [a b; c d]
则有:
A² = [a b; c d] × [a b; c d] = [a²+b*c a*b+b*d; c*a+d*c c*b+d*d]
将A²代入原方程:
A² - 2A + 4I = [a²+b*c-2a+4 a*b+b*d; c*a+d*c c*b+d*d-2d+4] = 0
因为矩阵相等等价于对应元素相等,所以有以下两个方程:
a²+b*c-2a+4 = 0
c*b+d*d-2d+4 = 0
移项并将式子写成完全平方的形式:
(a-1)² + b*c + 3 = 0
(c-1)² + b*d + 3 = 0
由于完全平方的结果必须大于等于0,所以b*c和b*d必须小于等于-3。同时,由于a和d是实数,所以(a-1)²和(c-1)²必须大于等于0。因此,可以得到以下结论:
b*c = b*d = -3
(a-1)² = (c-1)² = 0
解出a和c,可以得到:
a = c = 1
再将b和d代入原方程,可以得到:
A = [1 -√3; √3 -1] 或 A = [1 √3; -√3 1]
因此,矩阵方程A²-2A+4I=0的解为:
A = [1 -√3; √3 -1] 或 A = [1 √3; -√3 1]
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