设A、B均为n阶方阵,A有n个互异的特征值,且AB=BA,证明:B相似于对角矩阵。
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正确答案
设矩阵A的n个不同特征值为λ
1,λ
2,…,λ
n,则存在可逆矩阵P,使P
-1AP=diag(λ
1,λ
2,…,λ
n),由AB=BA得(P
-1AP)(P
-1BP)=P
-1APP
-1BP=P
-1ABP=P
-1BAP=(P
-1BP)(P
-1AP)。
令P
-1BP=(c
ij)
n×n,则有
比较两边元素则有λ
ic
ij=λ
jc
ij(i、j=1,2,…,n)。
当i≠j时,有λ
i≠λ
j。由上式得(λ
i-λ
j)c
ij=0,即c
ij=0(i、j=1,2,…,n;i≠j)。故
即B相似于对角矩阵。
试题解析