x= (aij) nxn n=4时aij=0 或者1.当4=n求矩阵行列式的值小于3

作者&投稿:革季 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 对于一个$n\times n$的矩阵,行列式的值可以通过对该矩阵的行列进行初等变换,将其化为上三角矩阵,然后行列式就是对角线上元素的乘积。
在这个问题中,我们要求矩阵的行列式小于3,那么我们可以通过构造矩阵的方式来满足这个条件。下面是一种可能的构造方式:
一个
=
(
0

1

1

1
1

0

1

1
1

1

0

1
1

1

1

𝑀
)
一个=



0
1
1
1

1
0
1
1

1
1
0
1

1
1
1
M




其中,$M$是一个任意的正整数。
为了求出矩阵$A$的特征值和特征向量,我们可以先计算出$A-\lambda I$,并求出它的秩$r$,以及对应的特征向量的个数$n-r$。然后我们可以通过高斯消元法求出$A-\lambda I$的秩。
当$\lambda=0$时,$A-\lambda I$为:
(
0

1

1

1
1

0

1

1
1

1

0

1
1

1

1

𝑀
)



0
1
1
1

1
0
1
1

1
1
0
1

1
1
1
M




对它进行高斯消元,得到:
\开始{下午
因此,$r=3$,$n-r=1$,即矩阵$A$有一个特征值为0的特征向量。
当$\lambda\neq 0$时,$A-\lambda I$为:
\begin{pmatrix}
-\λ
对它进行高斯消元,得到:
(
1


𝜆


𝜆


𝜆
0

𝜆

1

1

𝜆

1

𝜆
0

0

𝜆

2

1

𝜆
0

0

0

𝑀

𝜆

(
𝜆

1
)
(
1

𝜆
)
(
1

𝜆
)
)



1
0
0
0

−λ
λ−1
0
0

−λ
1−λ
λ−2
0

−λ
1−λ
1−λ
M−λ−(λ−1)(1−λ)(1−λ)




因此,当$\lambda=1$或$\lambda=2$时,$r=3$,$n-r=1$,即矩阵$A$有一个特征向量为$\begin{pmatrix}1\1\1\1\end{pmatrix}$。
当$\lambda\neq 0,1,2$时,$r=4$,$n-r=0$,即矩阵$


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枝要巴曲: 首先A的行和为0,得出A*(1,1,1,1...)T=0(1,1,1,1...)T=(0,0,0,0...)T,(1,1,1,1...)T是AX=0的一个非0解,非0解就是无穷解,所以lAl=0,r(A)r(A*)与r(A)有这么一个关系r(A*)=n,1,0等价于r(A)=n,n-1,小于n-1,这里有一个Aij≠0说明r(A*)≠0,又因为r(A)因为A*A=lAlE=0,所以A的列都是A*X=0的解,设A得n-1个无关的列(α1,α2...αn-1),则通解为x=k1α1+k2α2+k3α3....kn-1αn-1

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枝要巴曲: A是n阶正交矩阵,则,A^TA = I, 其中,I为n阶单位阵. X = IX = A^TAX = A^Tb. X的唯一解为 X = A^Tb

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