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设V是复数域上的n维线性空间 T1 T2是V上的线性变换 且T1T2=T2 T1 证明: (

2022-08-12 04:24:23 问答库 阅读 194 次

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设V是复数域上的n维线性空间,T1,T2是V上的线性变换,且T1T2=T2,T1,证明: (1)如果λ0是T1的特征值,则Vλ0是T2的不变子空间; (2)T1,T2至少有一个公共的特征向量.


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参考答案

正确答案:(1)由题意对任意的α∈Vλ0T1(T2α)=T2(T1α)=T2λ0α=λ0T2α因此T2α∈Vλ0故Vλ0也是T2的不变子空间.(2)由于T2是复数域上的n维线性变换故T2必有特征值不妨令λ2是T2的一个特征值由(1)知Vλ2是T1的不变子空间设T1∣Vλ2是T1在Vλ2上的诱导线性变换于是T1在Vλ2有特征值μ及相应的特征向量β∈Vλ2使T1β=T1∣Vλ2(β)=μβ又因为β∈Vλ2故T2β=λ2β所以β是T1与T2的公共特征向量.
(1)由题意,对任意的α∈Vλ0,T1(T2α)=T2(T1α)=T2λ0α=λ0T2α,因此T2α∈Vλ0,故Vλ0也是T2的不变子空间.(2)由于T2是复数域上的n维线性变换,故T2必有特征值,不妨令λ2是T2的一个特征值,由(1)知Vλ2是T1的不变子空间,设T1∣Vλ2是T1在Vλ2上的诱导线性变换,于是T1在Vλ2有特征值μ及相应的特征向量β∈Vλ2使T1β=T1∣Vλ2(β)=μβ,又因为β∈Vλ2,故T2β=λ2β,所以β是T1与T2的公共特征向量.

考点:线性,复数