对n阶矩阵A,若存在正整数k,使得有解向量试证向量组线性无关

需两个知识点:1.零矩阵的特征值只有零2.若λ是A的特征值,g(x)是x的多项式,则g(λ)是g(A)的特征值本题目的证明:设λ是A的特征值,则λ^k是A^k的特征值因为A^k=0,而零矩阵的特征值只

由矩阵的乘法定义可知A^2=nA所以A^3=A^2A=nAA=nA^2=n^2A.由归纳法可得A^k=AA^(k-1)=A(n^(k-2)A)=n^(k-2)A^2=n^(k-1)A.

假设A相似于对角矩阵Λ,则由相似的定义有A=P^(-1)ΛP,P可逆所以A^k=(P^(-1)ΛP)^k=P^(-1)Λ^k*P=O所以Λ^k=O即Λ=O从而A=P^(-1)ΛP=O与A是n阶非0矩阵

由性质直接证明因为(E-A)(E+A+A^2+……+A^(k-1))=E+A+A^2+……+A^(k-1)-A-A^2-……-A^(k-1)-A^k=E-A^k=E所以E-A可逆,且(E-A)^(-1

I-A^k=(I-A)(I+A+...+A^(k-1)=I所以I-A可逆.其逆阵为(I+A+...+A^(k-1)

(E-A)(E+A+A^2+...+A^k-1)=E+A+A^2+...+A^k-1-A-A^2-...-A^k-1-A^k=E所以E-A可逆,且其逆为E+A+A^2+...+A^k-1

设x1a＋x2Aa＋x3A^2a＋.＋xkA^(k-1)a＝0.上式左乘以A^(k-1),得x1A^(k-1)a＝0,所以x1＝0.左乘以A^(k-2),得x2＝0.继续做下去,所有的系数都是0.所以

因为A^k=0所以(E-A)(E+A+A^2+...+A^(k-1))=E+A+A^2+...+A^(k-1)-A-A^2-...-A^(k-1)-A^k=E-A^k=E所以E-A可逆,且(E-A)^

设a是特征值,对应的特征向量为x,即Ax=ax,左乘A得A^2x=aAx=a^2x,继续递推下去有A^kx=a^kx,即a^k是A^k（=0）的特征值,因为a=0,所以A^k=a^k=0

请参考这个证明:http://zhidao.baidu.com/question/228513959.html

证:设m0a+m1Aa+m2A^2a+……+m(k-1)A^(k-1)a=0(1)用A^(k-1)左乘等式两边m0A^(k-1)a+m1A^ka+m2A^(k+1)a+……+m(k-1)A^(2k-2

设a是A的特征值则a^k是A^k的特征值(定理)而A^k=0,零矩阵的特征值只能是0所以a^k=0所以a=0即A的特征值只能是0.

"因为最小多项式肯定整除x^m-1,那么最小多项式没有重根,那么可对角化"对的也可以直接讨论Jordan块,因为J^m是可以具体算出来的再答：我这里写的J代表一个Jordan块

要多说明一点,你取的k是最小的使得A^k=0的自然数k.等等-由于A^(k-1)不恒为O,所以X=O-好像有问题...我想一下.这句话应该是对的,但是我要证明的话要用到Jordan形式...(就是只有

看图片证明

证明：设A有特征值S,则A^k的特征值为S^k.（在线性代数的习题里有此类定理）.由A^k＝O可知：S^k=0（零矩阵的特征值只有0）.故S=0,可知I-A的特征值只有1,故|I-A|=1（对应的行列

根据|AB|=|A||B|得到|A^k|=|A|^k=0所以|A|=0,所以不可逆

因为A^k=E所以A可逆,即A的特征根非零.如果A不可对角化,根据亚当标准型,存在两个非零向量x1,x2,及一个非零特征根a,使得：Ax2=ax2,Ax1=ax1+x2.则:A^2x1=A(ax1+x

设有常数m1,m2..mk使得m1a+m2Aa+,mkA^(k-1)a=0上式乘以A^(k-1)有m1A^(k-1)a=0(A^ka=0则对任意l>=k,A^(l)a=0)A^k-1α≠0所以m1=0

A^(k+1)α=A(A^kα)=A0=0其余类似A^(k+i)=A^iA^kα=A^i0=0.若A^(k-i)α=0,i>=2则A^(k-1)α=A^(i-1)A^(k-i)α=A^(i-1)0=0