行列の計算3
2次正方行列
について、(A−E)2=0 となるように、a の値を定め、An を計算せよ。
(答) (A−E)2=0 において、
より、 a=3 であることが分かる。
このとき、 A2=2A−E であることから、 A3=2A2−A=3A−2E
A4=3A2−2A=4A−3E 、 ・・・・
一般に、 An=nA−(n−1)E が成り立つ。(厳密には、数学的帰納法による)
よって、
が成り立つ。
(別解) ハミルトン・ケーリーの定理から、 A2−(a−1)A+(4−a)E=0
(A−E)2=0 より、 A2−2A+E=0
辺々引いて、 (a−3)A=−(a−3)E
ここで、 a≠3 とすると、 A=−E となり、矛盾。 よって、a=3 である。
以下、上記と同様。 (終)
以下、工事中!